随时间和空间变化可靠性及可靠性全局灵敏度分析的包络函数法.pdfVIP

２０１７年８月 西 北 工 业 大 学 学 报 Ａｕｇ． ２０１７ 第３５卷第４期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｖｏｌ．３５ Ｎｏ．４ 随时间和空间变化可靠性及可靠性全局灵敏度 分析的包络函数法 石岩， 吕震宙，周易成 （西北工业大学 航空学院，陕西 西安　 ７１００７２） 摘　 要：文章将包络函数引入时空动态可靠性问题，通过包络面来近似随时间和空间位置变化的多参 数动态可靠性问题的失效域，从而将时空动态可靠性问题转化成相应的静态问题，在保证计算精度的 条件下极大地降低了可靠性与可靠性全局灵敏度分析的计算量。 对于时空动态可靠性全局灵敏度分 析问题，文章将包络面与三点估计相结合，高效完成了输入变量的可靠性全局灵敏度分析。 关　 键　 词：动态可靠性；动态可靠性全局灵敏度；包络函数法；多输出；三点估计；计算效率；降低 成本 中图分类号：ＴＢ１１４　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 文章编号：１０００⁃２７５８（２０１７）０４⁃０５９１⁃０８ ［１２］ 　 　 机械产品的动态可靠性是指其在给定的时间区 想方法中使用较多的方法是使用 Ｒｉｃｅ 公式 ，但 ［１］ 间上能够正常运行的概率 。 输入的不确定性必 获得跨越率依然很难。 ［１３］ 然导致实际输出具有不确定性，而输出的不确定性 包络函数法常应用于电子工程领域 ，有学 在一定程度上便会导致机械产品的破坏。 可靠性分 者［１４⁃１５］将包络函数法应用于结构优化问题。 Ｄｕ［１６］ 析能够得到输出响应量的统计规律，从而能够衡量 提出了动态可靠性分析问题的包络函数法，能够很 机械产品安全运行的概率，为保证产品的安全提供 好地克服以上动态可靠性方法的缺点。 该方法通过 参考。 引入失效边界上失效概率最大点处的包络面来近似 目前，已经形成的比较有效的求解机械产品可 失效域，从而将动态可靠性问题转化为扩展点处的 ［２⁃３］ 靠性方法包括一次可靠性方法（ＦＯＲＭ） 、改进的 静态可靠性问题。 由于该方法只针对包含一维参数 ［４⁃５］ 一次可靠性方法 （ＦＯＳＭ） 和蒙特卡罗方法 的动态可靠性问题，因此并不能用来分析多参数动 ［６］ （ＭＣＳ）等 。 蒙特卡罗法虽然对功能函数的形式 态可靠性问题。 及变量的概率密度函数和维数没有限制且一般精度 可靠性全局灵敏度分析可以得到影响产品可靠 较高，但其计算量巨大。 改进的一次方法能够很好 性的输入变量的重要性，如静态问题的可靠性全局 ［１７］ 地权衡计算精度和计算效率，本文在该方法基础上 灵敏度分析 。 为了能够分析得到影响机械产品 研究时空动态可靠性及其全局灵敏度分析的高效方 动态可靠性的基本输入变量的重要性，十分有必要 法。 对于工程