基于可靠性的船体舯剖面鲁棒设计方法

在不能消灭影响产品质量变化的原因时,鲁棒设计方法使产品能适应变化或同时使变化的影响达到极小,从而提高产品质量。鲁棒设计必须满足设计要求,同时使设计对外界扰动不敏感,故鲁棒设计是多目标优化问题。但由于目标和约束函数的不同,故它又不同于常规的多目标优化问题。鲁棒设计目标函数为结构响应的一阶导数,约束函数也是非线性隐函数,因此是多变量的非线性优化问题。涉及到的求导计算太繁琐,并且需要计算目标函数的二阶导     

基于响应面法的边坡稳定可靠性分析

结合简化Bishop法,利用响应面法将以安全系数表示的隐式极限状态方程拟合成近似的、显式极限状态方程.将相关的土性参数独立化,然后按JC法计算边坡稳定可靠度指标.结果表明此方法计算效率高,精度能够满足工程要求.     

基于晌应面法的带肋圆柱壳结构强度可靠性分析

文章首先介绍了响应面法的基本原理,在有限元结构分析的基础上应用响应面法建立了带肋圆柱壳结构的强度失效方程,并将响应面法与一次二阶矩法相结合,解决了参数的当量正态化和独立化问题,最后应用此理论对带肋圆柱壳结构的强度进行了可靠性分析。计算结果表明,基于响应面法的一次二阶矩法具有较好的计算精度。     

一种基于人工神经网络的响应曲面法在结构可靠性中的应用

响应曲面法在结构可靠性分析中常用于模拟不能明确表达的极限状态曲面(即失效状态函数).本文以人工神经网络代替一般响应曲面的多项式函数,用于确定性结构分析,克服了多项式函数模拟某些极限状态曲面的局限性,达到了较好的效率和精度要求.     

一种基于人工神经网络的响应曲面法在结构可靠性中的应用

响应曲面法在结构可靠性分析中常用于模拟不能明确表达的极限状态曲面（即失效状态函数）。本文以人工神经网络代替一般响应曲面的多项式函数,用于确定性结构分析,克服了多项式函数模拟某些极限状态曲面的局限性,达到了较好的效率和精度要求。     

基于响应面法的强力甲板结构优化设计

对于大型散货船,强力甲板是船体承受总纵弯矩及局部载荷的主要构件。特别是在压载工况下,强力甲板易出现结构问题,因此合理的强力甲板设计对船舶结构安全性和经济性十分重要。提出了基于响应面法的船体结构优化方法,并对一艘76 000 DWT散货船货舱段的强力甲板结构进行优化设计以验证该方法的有效性。在不同板厚尺寸、相同工况下进行甲板参数的灵敏度分析,选取适合的参数作为自变量。在计算出最大相当应力的基础上,应用响应面法的均匀设计试验方法,得出该舱段强力甲板最大应力与结构尺寸的函数表达式。以结构重量最轻为目标函数,在结构强度以及规范要求的最小厚度的约束条件下,对该舱段的强力甲板结构厚度进行优化。所得的优化结果说明该优化设计方法在实际工程中具有应用价值。     

基于Box-Behnken响应面法的SPS烟囱结构设计优化

为实现舰船轻量化设计,且具备更优良的力学性能,采用钢聚氨酯夹层板(Steel-Polyurethane Sandwich plate,SPS)结构替代传统钢制加筋板,形成新型烟囱结构设计方案,并基于Box-Behnken响应面法开展SPS烟囱结构的优化。以烟囱结构位移和等效应力作为优化目标,结构尺寸和总重量为约束条件,建立优化模型,得到优化后的SPS烟囱结构设计方案,并采用有限元法,对优化前后的方案进行仿真计算;对优化目标进行分析对比,验证了优化结果的有效性和准确性。结果表明,优化后适用的SPS烟囱结构,在减重13.16%的情况下,位移减小19.50%,应力降低31.96%,说明采用响应面法对SPS烟囱实现多目标优化可行,且优化效果明显。     

基于响应面法的船底纵桁结构优化设计

提出基于响应面法的船体结构优化方法,对一艘76 000 DWT散货船货舱段的双层底纵桁进行优化设计以验证该方法的实用性。在不同板厚尺寸、相同载荷作用下进行纵桁参数的敏度分析,选取适合的参数作为自变量。在计算出最大相当应力、最大剪切应力的基础上,应用响应面法的正交组合设计试验方法,得出该舱段船底纵桁最大应力与结构尺寸的函数表达式。以结构重量最轻为目标函数,在结构强度、规范要求最小厚度的约束条件下,对该舱段的船底纵桁结构厚度进行优化。     

基于响应面法的矢量水听器壳体优化设计

随着海洋探测不断向深海迈进,大深度耐压矢量水听器成为未来发展的重要方向,矢量水听器的设计还应满足小尺寸、低密度的要求。针对耐压强度大与小尺寸、低密度之间相对矛盾的问题,本文在有限元软件中建立水听器耐压壳体三维模型,求解其内部应力分布,分析壳体的耐压失效形式,运用响应面法分析各设计变量对于目标参数的敏感度,对壳体结构尺寸进行优化,优化后的水听器密度从1.25 g/cm³降低至1.03 g/cm³,可以满足耐20 MPa水压的工作要求,达到理想的设计效果。     

基于鲁棒反馈线性化的船舶航向鲁棒内模控制

针对具有不确定项的船舶航向非线性数学模型,结合鲁棒反馈线性化方法和鲁棒内模控制算法设计出了船舶航向的鲁棒内模控制器.该方法先将船舶航向非线性数学模型鲁棒线性化,在补偿型船舶航向鲁棒控制律的基础上,设计出内模控制算法.鲁棒内模控制器中的反馈滤波器可以抑制参数摄动引起的实际输出与模型输出的误差,并对相关参数进行在线校正.以...     

响应面法在引桥式接岸结构可靠度分析中的应用

结合天津港地区以淤泥质为主的工程地质条件,构建引桥式接岸结构的ANSYS有限元数值模型。根据PDS模块抽样结果建立基于桩基承载力、胸墙一引桥连接点强度和结构位移等3种失效模式下的响应面方程,计算各随机变量影响结构可靠度的灵敏度和不同失效模式下接岸结构的可靠度,提出可供接岸结构优化设计参考的相关建议。     

大型结构系统可靠性分析方法研究

结构系统的可靠性评估是结构设计的一个重要研究内容,而极限状态函数的建立是进行可靠性评估的基础.但是,大型结构系统的极限状态函数极为复杂,响应面法用简单的多项式进行模拟的精度较低,导致误差较大.文章提出用神经网络替代多项式来拟合复杂的极限状态函数,形成所谓的神经网络响应面.然后,基于塑性极限理论,文中提出了不依赖于失效模式的极限状态函数表达形式及采用ICP对该极限状态函数进行计算的方法.最后,依照拟合得到的神经网络响应面,给出了大型结构系统失效概率的方法.通过两个算例计算并和其它方法进行比较,表明该方法的计算精度较高,而计算时间大大降低.     

一种基于方向概率的潜艇结构可靠性计算方法

潜艇结构可靠性分析属于多个相关模式串联的系统可靠性分析问题，本文通过随机空间的映射变换。将其多个失效模式的失效面统一变换到随机独立的标准正态空间（Gauss空间）内，以利用该空间球坐标沿其径向的x^2分布特性计算总体失效域上的失效概率，由于无须进行模式间相关性的近似分析，因而提高了系统失效概率的计算精度，潜艇两种耐压结构的可靠性分析算例表明，该方法实用性强，操作性好，精度较高，对于有高度非线性失效面方程的可靠性计算问题有很强的适应性。     

基于响应面函数的摄动随机有限元方法研究

针对随机结构问题,根据现有方法的优缺点,将响应面法和摄动随机有限元相结合。考虑结构载荷参数、材料参数和几何参数,结构的响应面近似函数采用步进回归分析技术被确定了,其中抽样方法为中心指数法,并利用摄动法推导出结构随机响应的中心矩表达式。以燃气涡轮叶片为例,计算出叶片的随机响应变量中心矩,及响应变量相对于输入变量的灵敏度,并分别与直接响应面法、直接 Monte-Carlo 模拟方法的计算结果对比。结果表明,该方法适用于结构相对复杂的模型,计算结果精度较高,计算速度较快。     

基于FMECA的射流管式电液伺服阀可靠性分析研究

本文通过收集整理射流管式电液伺服阀在早期故障阶段、偶然故障阶段和耗损故障阶段等不同寿命阶段的故障模式,对故障信息进行分类、归纳和统计,并运用故障模式影响及危害性分析(FMECA)方法确定薄弱环节,通过综合分析故障机理为该类产品深入开展功能和可靠性分析研究提供相应参考。     

基于可靠性方框图与蒙特卡洛仿真的船舶配电网可靠性分析方法

国船舶工业发展迅速,尤其在近几年迎来了跨越式的发展。船舶建设工业的发展能充分体现一个国家的经济和国防建设水平。但船舶配电网拓扑结构与陆上电网不尽相同,其运行环境非常恶劣,供电连续性和可靠性成为衡量船舶生命力的重要指标,同时也深刻影响大型船舶的平均寿命。因此,可靠性研究在船舶建设中发挥着越来越重要的作用。本研究以典型大型船舶中压配电网结构为研究对象,在全系统元件正常运行时相互独立的情况下,重点研究不可维修与可维修下的系统可靠度、MTBF、可用度、停运时间和失效数等,并进行详细的分析与讨论。首先,本文综合考察各种可靠性分析方法的适用性和准确性,选择利用可靠性框图、最小路集分析法计算并分析不可维修情况下系统的可靠度、平均故障间隔时间等可靠性指标；接着,本文简述了配电网的多种维修任务类型,并采用最小路集法与蒙特卡洛仿真法相结合的方法计算并分析可维修系统的可用度、停电时间、失效数等指标。本文研究结果对船舶配电网的设计、建造、运行和维修等具有积极的意义。     

基于稳健估计的弹道一致性试验方法

现行弹道一致性试验方法针对试验样本容量较小,配对样本不服从正态分布的假设或者存在异常值的情况,失去了最优性。基于稳健估计理论,提出了一种弹道一致性试验新方法。采用该方法分析了以往的弹道一致性试验数据,结果表明,该试验方法具有一定的适用性和工程适用价值。     

装备可靠性的Bayes评估方法

高新技术的发展使得以大样本为基础的经典统计方法难以适用。文章采用小子样统计理论中的Bayes方法,结合专家给出的分位点形式验前信息,对现场试验数据进行更新,给出了可靠性参数的Bayes估计流程,并通过具体实例进行了说明。     

结构可靠度分析的智能计算法

模糊数学、神经网络、遗传算法并称为智能计算方法.对功能函数没有明确表达式的问题进行可靠度分析,本文提出了基于响应面重构的智能计算法,即构造一个模糊神经网络响应面并采用遗传算法进行可靠度计算.算例分析表明,该方法与传统的二次多项式响应面方法相比,计算精度较好,可大大减少有限元分析次数.该方法用于大型复杂海洋工程结构的可靠度分析,可相应提高工作效率和解题质量,具有实际应用价值.