[发明专利]基于QMU的颤振设计方法

摘要

基于QMU的颤振设计方法，涉及不确定性与裕度量化技术。1)建立结构的有限元模型；2)通过商用有限元软件计算确定性条件下结构的颤振速度，并除以一定的安全系数作为颤振边界；3)通过概率分布描述随机不确定性影响下的颤振分布；4)基于颤振速度概率分布，通过QMU技术量化颤振速度的不确定性度与裕度，并得到置信因子CR，作为颤振边界安全性评估依据；5)通过置信因子求解认知不确定性因素的安全范围，取认知不确定性的两个参数区间，划分为n×n的区间，在每个区间对随机不确定性参数进行m次抽样计算并插值得到CR＝1和CR＝2的曲线，划分出确保颤振安全性的不确定性因素范围及一定程度上量化不确定性因素的影响。

主权项

1.基于QMU的颤振设计方法，其特征在于包括以下步骤：1)建立结构的有限元模型；2)通过商用有限元软件计算确定性条件下结构的颤振速度，并除以一定的安全系数作为颤振边界；3)通过概率分布描述随机不确定性影响下的颤振分布，考虑有限元模型中相关参数的不确定性，所述不确定性包括随机不确定性和认知不确定性，所述随机不确定性包括弹性模量和剪切刚度；所述认知不确定性包括材料密度和空气密度比；4)基于颤振速度概率分布，通过QMU技术量化颤振速度的不确定性度与裕度，并得到置信因子CR，作为颤振边界安全性评估依据；不确定度量化及QMU评估方法如下：(1)通过概率分布表示颤振速度的随机不确定性，其不确定度为：颤振边界由确定性计算得到的颤振速度乘以一定的安全系数K所得，假设也存在随机不确定性，通过概率分布描述，其不确定度的计算方程为：则整个系统的不确定度计算方程为：其中，V表示考虑随机不确定性的颤振速度概率分布，VL表示乘以安全系数K的颤振边界的累计分布函数，P表示概率，β表示一定的置信水平，取0.95；(2)裕度量化，裕度为颤振边界与颤振速度的概率分布之间的安全距离，其计算方程为：(3)求解置信因子用于判断颤振裕度安全性，置信因子的计算方程为：QMU技术中，当CR大于1时，认为系统安全，则所定义的颤振边界有足够的裕度涵盖不确定度，作为颤振边界安全性评估的判据；5)通过置信因子求解认知不确定性因素的安全范围，取认知不确定性的两个参数区间，划分为n×n的区间，在每个区间对随机不确定性参数进行m次抽样计算并插值得到CR＝1和CR＝2的曲线，划分出确保颤振安全性的不确定性因素范围及一定程度上量化不确定性因素的影响。