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《东北大学》 2017年
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Kriging模型在可靠性及可靠性优化设计中的应用研究

徐宇豪  
【摘要】:可靠性的定义为:在指定的时间限制下和指定的条件下,产品能够完成指定效能的能力。可靠性优化设计方法是指在优化设计中考虑可靠性分析过程的方法。目前学者们对这些领域进行了积极地研究,但仍有许多地方需要改进,如可靠性分析方法精度低、可靠性优化设计方法效率低等问题。本文针对上述问题进行了分析研究,研究的目的是为了将可靠性分析方法及可靠性优化设计方法更好的运用于机械产品的设计之中。本文首先针对传统可靠性分析方法受限于功能函数非线性程度以及功能函数为隐式函数的情况,提出一种基于Kriging替代模型的可靠性分析方法;然后针对可靠性优化设计过程中的可靠性分析过程效率低的问题,将提出的基于Kriging替代模型的可靠性方法应用于其中。本文主要工作如下:(1)基于Kriging替代模型的可靠性方法。传统的可靠性分析方法受限于功能函数的非线性程度以及功能函数为隐式函数的情况,本文研究分析了一种基于Kriging替代模型的可靠性分析方法,通过使用一种基于学习函数和Kriging模型的可靠性分析方法,在设计变量区域内找出学习函数最大值(或最小值)对应的样本点作为最佳取样点,从而提高了 Kriging模型计算可靠度的效率。通过两个不同非线性程度的数值算例,从显式角度将传统Kriging模型方法和基于三种不同学习函数的Kriging模型可靠性方法进行对比验证。(2)基于Kriging替代模型的可靠性优化设计方法。针对目前可靠性优化设计方法,在进行可靠性分析时效率低的问题,本文利用Kriging模型结合学习函数的可靠性分析方法来进行可靠性优化设计,得到一种基于Kriging模型的可靠性优化设计方法。首先研究了齿轮系统的有限元应力分析过程,进而对齿轮传动系统进行可靠性优化设计,从隐式角度验证了此方法的正确性和高效性。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB114.3

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【参考文献】
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