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基于子集模拟优化的冲击波形控制方法
1
作者 李凡 李洪双 《振动与冲击》 北大核心 2025年第6期82-89,136,共9页
地面冲击试验是航空航天设备投入使用前必不可少的阶段,因此冲击波形发生器对冲击载荷复现是至关重要的环节之一。针对冲击波形重复精度低和可控性差的问题,提出一种面向多孔式冲击波形发生器的波形控制方法。根据阻尼孔的流动特性和活... 地面冲击试验是航空航天设备投入使用前必不可少的阶段,因此冲击波形发生器对冲击载荷复现是至关重要的环节之一。针对冲击波形重复精度低和可控性差的问题,提出一种面向多孔式冲击波形发生器的波形控制方法。根据阻尼孔的流动特性和活塞的受力状态,建立试验系统的冲击响应计算模型及其离散计算形式。考虑子集模拟优化算法面对高维复杂优化问题时具有收敛快、不易陷入局部最优解的优势,使用该算法寻求各排阻尼孔数量的最优离散组合,并与遗传算法进行对比。结果表明:对于不同试验要求,优化后加速度波形曲线均满足试验标准规定的容差,优于遗传算法。 展开更多
关键词 冲击波形发生器 阻尼孔 加速度波形 子集模拟优化 遗传算法
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基于子集模拟和通用生成函数的结构可靠性分析
2
作者 鲍志鹏 周金宇 《机床与液压》 北大核心 2024年第22期241-247,共7页
传统的结构可靠性分析方法在处理多维非正态分布、小失效概率以及功能函数高度非线性问题时,很难以较低成本获得满意的精度。为了克服现有方法的不足,将子集模拟法(SS)与通用生成函数(UGF)相结合,提出结构可靠性分析的UGF-SS法。根据子... 传统的结构可靠性分析方法在处理多维非正态分布、小失效概率以及功能函数高度非线性问题时,很难以较低成本获得满意的精度。为了克服现有方法的不足,将子集模拟法(SS)与通用生成函数(UGF)相结合,提出结构可靠性分析的UGF-SS法。根据子集模拟思想,利用通用生成函数获得中间失效概率,从而获得结构失效概率。对随机变量进行低密度离散,获得结构通用生成函数,划分中间事件,计算失效概率。在之后的模拟中针对中间事件进行非均匀自适应细分,获得每层中间失效概率。最后一层模拟利用拉丁超立方抽样扩充中间事件样本,计算失效概率。模拟结束后,各中间失效概率相乘得到结构失效概率。通过算例分析验证了所提方法的合理性和可行性,所提方法在保留子集模拟法高效率的同时,发挥了通用生成函数对任意随机变量和功能函数的普适性,保证了结果的精度。 展开更多
关键词 结构可靠性 子集模拟 通用生成函数 拉丁超立方抽样
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基于广义子集模拟的土坡系统可靠度分析 被引量：9
3
作者 杨智勇 李典庆 +1 位作者 曹子君 唐小松 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期957-966,984,共11页
如何有效地评价边坡的系统可靠度并识别出对边坡稳定性具有重要影响的关键滑面一直是边坡稳定性分析的关键问题。提出了基于广义子集模拟的边坡系统可靠度分析方法及代表性滑面识别方法,并推导了基于广义子集模拟的边坡系统可靠度计算... 如何有效地评价边坡的系统可靠度并识别出对边坡稳定性具有重要影响的关键滑面一直是边坡稳定性分析的关键问题。提出了基于广义子集模拟的边坡系统可靠度分析方法及代表性滑面识别方法,并推导了基于广义子集模拟的边坡系统可靠度计算公式及边坡中滑面对边坡系统失效的相对贡献量化公式。基于广义子集模拟计算结果,采用概率网络评价方法识别边坡代表性滑面。以一个双层黏性土坡和芝加哥国会切坡算例验证了所提方法的有效性。结果表明:提出的基于广义子集模拟的边坡系统可靠度分析方法可有效地估计边坡系统及其单一滑面的失效概率,对于具有低失效概率水平边坡可靠度的求解,其计算效率明显优于传统蒙特卡洛模拟方法。此外,对于单个失效模式而言,广义子集模拟与子集模拟计算效率相当。对于多个失效模式的失效概率计算问题,广义子集模拟不需要重复对每个失效模式失效概率进行计算,计算效率明显优于子集模拟。提出的代表性滑面选择方法是在系统失效概率及单滑面失效概率的高效计算基础上实现的,代表性滑动面能够较好地代表边坡系统失效,从而有效地降低了边坡系统失效概率对代表性滑面数目及代表性滑面失效概率估计准确性的依赖性。 展开更多
关键词 边坡 广义子集模拟 概率网络评价 系统可靠度 潜在滑动面 代表性滑面
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基于广义子集模拟和自适应Kriging模型的非线性随机动力系统的时变可靠性分析 被引量：2
4
作者 唐和生 郭雪媛 薛松涛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第21期47-54,共8页
针对非线性随机动力系统在非平稳高斯随机过程激励下的时变可靠性问题,提出一种广义子集模拟(GSS)和主动学习Kriging模型结合Monte Carlo的自适应更新(AK-MCS)高效计算方法(GSS-AK-MCS)。基于全概率定理,将非线性随机动力系统的时变可... 针对非线性随机动力系统在非平稳高斯随机过程激励下的时变可靠性问题,提出一种广义子集模拟(GSS)和主动学习Kriging模型结合Monte Carlo的自适应更新(AK-MCS)高效计算方法(GSS-AK-MCS)。基于全概率定理,将非线性随机动力系统的时变可靠性转化为一个双层嵌套问题:内层通过GSS算法解决非平稳随机激励下累积失效概率的计算;外层自适应地构建系统随机参数与累积失效概率之间的Kriging代理模型,基于代理模型实现随机系统的可靠性分析。以两个非线性结构系统的时变可靠性分析为例,验证所提出方法的可行性。数值算例结果表明:GSS-AK-MCS方法不受非平稳随机激励的频谱特征的影响,与传统的MCS和Kriging模型方法比较,显著提高了非线性随机动力系统的时变可靠性计算效率。 展开更多
关键词 非线性随机动力系统 非平稳随机激励 时变可靠性 广义子集模拟(gss) AK-MCS法
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一种Kriging模型和改进子集模拟的多响应系统可靠性分析方法研究 被引量：3
5
作者 周成宁 张培培 +1 位作者 张冕 王慧敏 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2020年第2期309-314,共6页
在结构可靠性分析中,一个重要的挑战是减少对功能函数的调用。而在实际工程中的失效问题往往是小概率、多响应,并且相关的功能函数通常是隐式的情况,需要复杂的有限元计算,因此减少对功能函数的调用尤为重要。为了构建精准的代理模型,... 在结构可靠性分析中,一个重要的挑战是减少对功能函数的调用。而在实际工程中的失效问题往往是小概率、多响应,并且相关的功能函数通常是隐式的情况,需要复杂的有限元计算,因此减少对功能函数的调用尤为重要。为了构建精准的代理模型,针对系统中的多个响应,分别构建了Kriging代理模型,采用拉丁超立方抽样提高其有效性,采用主动学习方式提升了Kriging模型的精度,同时减少了样本量。为了提升多响应模式下子集模拟的计算效率,采用了改进的子集模拟方法。为了解决小概率失效问题以及减少对功能函数的调用,结合Kriging模型和改进的子集模拟建立了AK-GSS模型。算例分析表明该模型为多响应模式下相关的结构可靠性分析提供新方法。 展开更多
关键词 克里金模型 功能函数 多响应系统 子集模拟 主动学习
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基于自适应Kriging的中介机匣结构可靠性分析
6
作者 邸昊源 李洪双 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期59-67,共9页
为了探究中介机匣在多失效模式下的结构可靠性分析方法,建立了参数化有限元模型进行确定性分析。考虑航空发动机中介机匣的材料性能、几何参数及外部载荷的不确定性,对中介机匣两种最典型失效模式:静强度失效以及刚度失效建立极限状态... 为了探究中介机匣在多失效模式下的结构可靠性分析方法,建立了参数化有限元模型进行确定性分析。考虑航空发动机中介机匣的材料性能、几何参数及外部载荷的不确定性,对中介机匣两种最典型失效模式:静强度失效以及刚度失效建立极限状态函数。通过构造两失效模式下的自适应Kriging(adaptive Kriging,AK)模型并结合广义子集模拟(generalized subset simulation,GSS)方法评估中介机匣结构失效概率,并基于Copula函数理论对中介机匣失效模式的相关性进行建模,明确两失效模式之间的相互影响,并与AKGSS方法计算结果进行对比。结果表明:中介机匣结构系统失效概率在10^(-6)量级;相较于传统方法,AK-GSS方法求解中介机匣结构失效概率时计算时长缩减了87.7%且几乎未损失计算精度。除此之外,考虑中介机匣两失效模式相关时AK-GSS方法依旧具有高精度。 展开更多
关键词 中介机匣 参数化建模 COPULA模型 自适应Kriging 广义子集模拟
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