[發明專利]一種結構概率優化設計方法

有效

• 申請號: 201210528471.0
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN103870614A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 劉鋼;段世慧;王立凱;常亮
• 申請（專利權）人: 中國飛機強度研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

1.一種結構概率優化設計方法，該方法采取以下步驟：

1)結構分組處理

在結構建模過程中，將材料和尺寸相同的單元合并為一個分組，或者對已經建好的模型，根據設計要求重新調整分組，優化設計只在經過分組處理的結構有限元模型上進行；

2)應力/應變計算

采用結構分析軟件對分組處理后的結構進行有限元分析，計算分組內每個元素所有工況下的應力和應變。在實際計算過程中，采用自研軟件COMPASS進行分析，主要是方便概率優化設計功能的開發和實現；

3)應力/應變統計

4)概率應力/應變的確定

5)應力比計算

根據步驟3）和4）計算得到概率應力/應變，以及應力/應變的許用值，調用COMPASS應力比計算模塊，計算應力/應變；

6)尺寸調整

調用COMPASS優化設計模塊，依據分組內元素應力/應變比，對分組內元素尺寸進行調整，得到一個新的設計方案；

7)收斂判斷

如果新老設計方案的結構重量相差滿足迭代收斂準則，則停止迭代輸出優化設計結果，否則繼續上述步驟；

其特征在于，本方法中第三個步驟中應力/應變統計采取以下方式進行：

從自研軟件COMPASS分析得出的計算結果中提取分組內所有單元所有載荷工況下的應力/應變，進行統計處理計算分組單元應力/應變的均值μ和方差σ²：

μ=1N*MΣStress(Strain)]]>

σ2=1N*M-1Σ(Stress(Strain)-μ)2]]>

其中，N為載荷工況數，M為分組內單元個數；

本方法中第四個步驟概率應力/應變的確定：在根據結構可靠度要求確定可靠度指標的基礎上，計算分組單元概率應力/應變的大小，根據結構可靠度要求查正態分布表得到可靠度指標u，進一步確定單元概率應力和應變。

Stress(Strain)_p＝μ+kσ