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专利号: 2018111144052
申请人: 湖南工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于响应面法的机械结构模糊疲劳可靠度计算方法,其特征在于所述的方法包括如下步骤:步骤一:通过试验获取机械结构材料力学性能参数和机械结构材料疲劳特性参数;

步骤二:利用多体动力学分析,模拟机械结构实际工作过程,获取机械结构铰接位置载荷信息;

步骤三:定义输入变量、输出变量和设计变量;

步骤四:利用拉丁超立方方法对输入变量开展随机抽样,根据机械结构材料力学性能参数和机械结构材料疲劳特性参数以及机械结构铰接位置载荷信息进行机械结构弹塑性有限元分析计算相应的输出变量;

步骤五:结合输入变量和输出变量,基于响应面法构建机械结构模糊疲劳可靠性功能函数;

步骤六:根据设计变量和隶属函数,计算机械结构模糊疲劳可靠度和失效概率。

2.如权利要求1所述的一种基于响应面法的机械结构模糊疲劳可靠度计算方法,其特征在于所述的步骤一中,机械结构材料力学性能参数包括弹性模量E和泊松比μ;机械结构材料疲劳特性参数包括循环强化系数K'和循环应变硬化指数n'和疲劳强度σlim。

3.如权利要求1所述的一种基于响应面法的机械结构模糊疲劳可靠度计算方法,其特征在于所述的步骤二中,多体动力学分析包括机械结构多体动力学模型建立、驱动条件定义、机械结构铰接位置载荷信息输出定义、求解器定义;驱动条件根据机械结构实际工作过程而定;机械结构铰接位置载荷信息包括力时间历程曲线和最大力;多体动力学分析所用到的商业软件是MSC.ADMAS或RECURDYN或SIMPACK。

4.如权利要求1所述的一种基于响应面法的机械结构模糊疲劳可靠度计算方法,其特征在于所述的步骤三中,输入变量xi是与机械结构模糊疲劳可靠性有关的几何尺寸参数、材料参数和载荷参数,属于随机变量,i为输入变量的个数;根据应力强度干涉理论,输出变量y是在最大力作用下的最大等效应力;设计变量Y是模糊后的疲劳强度σ′lim,属于模糊变量。

5.如权利要求1所述的一种基于响应面法的机械结构模糊疲劳可靠度计算方法,其特征在于所述的步骤四中,输入变量的最少样本点数目为2i-1;弹塑性有限元分析所需要的机械结构铰接位置约束信息根据机械结构实际工作过程而定;弹塑性有限元分析所用到的商业软件是ABAQUS或ANSYS或HYPERWORKS或PATRAN或MARC或ADINA。

6.如权利要求1所述的一种基于响应面法的机械结构模糊疲劳可靠度计算方法,其特征在于所述的步骤五中,机械结构模糊疲劳可靠性功能函数按如下步骤建立:步骤一:将输入变量xi和输出变量y以列表形式存为*.txt文件;

步骤二:将*.txt文件导入商业软件ISIGHT,选择响应面法作为构建输入变量xi和输出变量y函数关系的方法;

步骤三:拟合函数关系,获取各个函数项前面的系数以及常数项,建立机械结构模糊疲劳可靠性功能函数。

7.如权利要求1所述的一种基于响应面法的机械结构模糊疲劳可靠度计算方法,其特征在于所述的步骤六中,机械结构模糊疲劳可靠度的求解按如下步骤建立:步骤一:在商业软件MATLAB中编写机械结构模糊疲劳可靠性功能函数的求解程序;

步骤二:根据蒙特卡洛理论和设计变量Y的分布形式,编写机械结构模糊疲劳可靠度和机械结构模糊疲劳失效概率的求解程序;

步骤三:定义输入变量的变化范围以及输入变量循环抽样次数N;执行程序,获取机械结构模糊疲劳可靠度和失效概率。

8.如权利要求6所述的一种基于响应面法的机械结构模糊疲劳可靠度计算方法,其特征在于:所述函数关系是一阶函数或二阶函数或三阶函数或四阶函数。

9.如权利要求7所述的一种基于响应面法的机械结构模糊疲劳可靠度计算方法,其特征在于:所述设计变量Y的分布形式是线性分布或正态型分布或抛物线分布或柯西分布。

10.如权利要求7所述的一种基于响应面法的机械结构模糊疲劳可靠度计算方法,其特征在于:所述输入变量的变化范围不超过30%;所述输入变量循环抽样次数N满足如下条件:1000≤N;所述机械结构模糊疲劳可靠度与失效概率之和等于一。