基于改进响应面法的飞机结构可靠性分析

【摘要】：目前,响应面法在结构可靠性分析中得到了广泛的应用,特别是在经典响应面法的基础上,经过不同的改进后被应用到了各种不同的领域中。本文也以经典响应面法为基础,在保证精度的前提下通过减少抽样点数提高了工作效率,并将改进的响应面法应用在飞机机翼的可靠性分析中。 本文对响应面法改进如下: 1)针对经典响应面法的精度不高,提出了基于保形分段三次Hermite的插值响应面法,虽然这种方法可以明显提高精度,但是需要选取大量的样本点; 2)针对经典响应面法的收敛缓慢的不足,改进了迭代过程中对中心点的插值,这种方法能快速收敛到真实解附近; 3)针对经典响应面法在迭代过程中f不变的问题,改进了变f响应面法,这种方法可以缩小迭代过程中样本点的取值范围,快速定位到真实解附近; 4)为拟合非线性程度高的真实曲面,完善了响应面法与径向基相结合的混合响应面法,这种方法可以提高拟合精度; 此外,根据实际情况,分析了飞机机翼结构的有限元模型。用改进的响应面法与ANSYS软件自带的概率设计模块(PDS)中的可靠度计算方法分别对飞机机翼进行可靠性分析,比较两种方法的优缺点并验证改进响应面法在实际工程中的优势。