[发明专利]一种基于多故障机理耦合的机械结构可靠性分析方法

摘要

本发明提供了一种针对具有多故障机理耦合作用的机械结构进行可靠性分析的方法，能够考虑考虑多个故障机理同时作用，以及交互作用，分析结构可靠度、可靠寿命、灵敏度。该方法主要包括5个步骤：确定损伤等效主参量，以损伤等效为基本原则，将多故障机理的作用使用同一参量表示；损伤等效物理模型构建，根据故障机理的贡献比例不同，可建立损伤叠加模型或修正系数模型；参数化仿真，通过调整参数控制结构几何形状、材料属性、载荷等，自动实现损伤等效物理模型的重构；故障物理模型随机性分析，考虑参数随机性，借助改进的一次可靠度方法等，分析结构可靠度、可靠性灵敏度、可靠寿命等；基于贝叶斯的模型随机性修正，充分利用产品研制、使用过程的数据，修正故障物理模型随机性结果，提高分析精度。

主权项

一种基于多故障耦合的机械结构可靠性分析方法，其特征在于：包括如下步骤：1)确定损伤等效主参量：选取各个故障机理的共有主参量，包括应变、能量、损伤量，以损伤等效为基本原则，借助多故障机理交互作用的力学机理分析，将多故障机理的作用影响使用同一参量表示，该参量即为损伤等效主参量；2)损伤等效物理模型构建：结合仿真和试验数据，用该主参量来表征两者交互作用对故障的贡献，从而可以线性叠加、非线性叠加的方式，将各单一机理的损伤，以及两故障机理交互作用的损伤，叠加获得总损伤，建立多机理的故障物理模型；或者按影响最终故障的主次，分为主要机理和次要机理，在主要机理模型中，将次要机理及其交互作用的影响通过修正系数的方式考虑进去，从而建立多机理的修正系数模型；3)参数化仿真：在利用CAE工具进行机械应力、应变等响应的仿真基础上，由结构主要影响因素确定参数，通过调整参数控制结构几何形状、材料属性、载荷等，自动实现损伤等效物理模型的重构，以便于多次仿真，进行随机性分析；4)故障物理模型随机性分析：利用损伤等效物理模型和参数化仿真，考虑材料参数、载荷、结构尺寸参数的随机性，借助抽样法、改进的一次可靠度方法，分析结构可靠度、可靠性灵敏度、可靠寿命；5)基于贝叶斯的模型随机性修正：充分利用产品研制、使用过程的数据，基于贝叶斯更新方法，修正故障物理模型随机性结果，提高分析精度。