[发明专利]涡轮轴结构可靠性分析方法、分析装置及可读存储介质

权利要求书

1.一种涡轮轴结构可靠性分析方法，其特征在于，包括：

从重要抽样样本池中随机选取N₀个样本点作为初始训练样本集，构建初始PCE模型；

将所述重要抽样样本池中U函数的数值为最小值的样本点添加至所述初始训练样本集中形成目标训练样本集，并将所述目标训练样本集输入响应函数中，生成目标响应集；

根据所述目标训练样本集和所述目标响应集对所述初始PCE模型的参数进行重复更新生成目标PCE模型，直至所述重要抽样样本池中的各所述样本点对应的U函数的数值均大于或等于预设值；

根据所述目标PCE模型计算所述涡轮轴结构的失效概率；

在所述从重要抽样样本池中随机选取N₀个样本点作为初始训练样本集之前，所述分析方法还包括：

计算涡轮轴结构中结构响应函数的设计点；

所述计算涡轮轴结构中结构响应函数的设计点包括：

采用迭代法求解结构响应函数对应的设计点；

以所述设计点作为抽样中心，并根据重要抽样密度函数随机抽取N个样本点构建重要抽样样本池；

所述采用迭代法求解结构响应函数对应的设计点包括：

初始化结构响应函数对应的预设设计点，所述预设设计点为n维随机向量；

计算所述预设设计点在n维向量空间上对应的n个失效系数；

根据均值向量及所述失效系数计算所述预设设计点对应的可靠度指标；

根据所述可靠度指标计算目标设计点坐标，并以所述目标设计点作为新的预设设计点对所述目标设计点重复更新，直至前后两次求得的可靠度指标小于预设偏差。

2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述PCE模型的预测值服从均值为标准差为v_PC(x)的高斯分布，通过第一公式计算所述重要抽样样本池中U函数的数值为最小值的样本点，所述第一公式为：

其中，x^new为U函数的数值为最小值的样本点，x^SP为重要抽样样本池。

3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述重要抽样密度函数为：

其中，h_X(x)为结构重要抽样密度，x_i为向量x的第i维随机变量，为x_i的标准差，x_i^*为目标设计点的第i维随机变量。

4.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，所述随机变量包括工作温度、轴向力、陀螺力矩、惯性力、振动扭矩、材料的弹性模量及涡轮转速中至少一种。

5.一种涡轮轴结构可靠性分析装置，其特征在于，包括：

样本选取模块，初始化结构响应函数对应的预设设计点，所述预设设计点为n维随机向量；计算所述预设设计点在n维向量空间上对应的n个失效系数；根据均值向量及所述失效系数计算所述预设设计点对应的可靠度指标；根据所述可靠度指标计算目标设计点坐标，并以所述目标设计点作为新的预设设计点对所述目标设计点重复更新，直至前后两次求得的可靠度指标小于预设偏差；以所述设计点作为抽样中心，并根据重要抽样密度函数随机抽取N个样本点构建重要抽样样本池；从重要抽样样本池中随机选取N₀个样本点作为初始训练样本集，构建初始PCE模型；

处理模块，将所述重要抽样样本池中U函数的数值为最小值的样本点添加至所述初始训练样本集中形成目标训练样本集，并将所述目标训练样本集输入响应函数中，生成目标响应集；

参数更新模块，根据所述目标训练样本集和所述目标响应集对所述初始PCE模型的参数进行重复更新生成目标PCE模型，直至所述重要抽样样本池中的各所述样本点对应的U函数的数值均大于或等于预设值；

失效概率计算模块，根据所述目标PCE模型计算所述涡轮轴结构的失效概率。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的涡轮轴结构可靠性分析方法。