[發(fā)明專利]基于Kriging響應(yīng)面的有限元模型確認(rèn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710506070.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN107292040A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何俐萍;姜玉龍;陳陽;段樹純;丁聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙)51227
• 代理人: 周永宏

1.一種基于Kriging響應(yīng)面的有限元模型確認(rèn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、對(duì)壓力容器模型進(jìn)行子系統(tǒng)劃分，建立有限元模型；

B、對(duì)步驟A中有限元模型的模型參數(shù)進(jìn)行參數(shù)相關(guān)性和參數(shù)靈敏度分析；

C、選取與最大等效應(yīng)力相關(guān)性最大的參數(shù)，采用拉丁超立方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法構(gòu)建壓力容器模型最大等效應(yīng)力的Kriging響應(yīng)面；

D、對(duì)步驟C中Kriging響應(yīng)面進(jìn)行隨機(jī)抽樣，采用核密度估計(jì)方法對(duì)抽樣樣本概率分布和置信區(qū)間進(jìn)行分析；

E、將單次有限元計(jì)算結(jié)果與有限元仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)有限元模型確認(rèn)。

2.如權(quán)利要求1所述的基于Kriging響應(yīng)面的有限元模型確認(rèn)方法，其特征在于，所述步驟B對(duì)有限元模型的模型參數(shù)進(jìn)行參數(shù)相關(guān)性和參數(shù)靈敏度分析具體為：

將有限元模型的模型參數(shù)分為控制參數(shù)和幾何材料參數(shù)，采用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模塊計(jì)算幾何材料參數(shù)對(duì)最大等效應(yīng)力和最大變形量的靈敏度，得到模型參數(shù)靈敏度柱狀圖；采用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模塊計(jì)算幾何材料參數(shù)對(duì)最大等效應(yīng)力的相關(guān)性，得到模型參數(shù)相關(guān)性矩陣。

3.如權(quán)利要求2所述的基于Kriging響應(yīng)面的有限元模型確認(rèn)方法，其特征在于，所述步驟C中壓力容器模型最大等效應(yīng)力的Kriging響應(yīng)面的數(shù)學(xué)模型具體為：

y(x)^=βT^f(x)+r(x)TR-1(yD-Fβ^)]]>

其中，為Kriging響應(yīng)面在樣本點(diǎn)x處的響應(yīng)預(yù)測(cè)值，為估計(jì)后的基函數(shù)系數(shù)，f(x)為擬合函數(shù)的基函數(shù)，R為相關(guān)系數(shù)矩陣，y_D為樣本的觀測(cè)值，F(xiàn)為f(x)的觀測(cè)值。

4.如權(quán)利要求3所述的基于Kriging響應(yīng)面的有限元模型確認(rèn)方法，其特征在于，所述步驟D對(duì)Kriging響應(yīng)面進(jìn)行隨機(jī)抽樣，采用核密度估計(jì)方法對(duì)抽樣樣本概率分布和置信區(qū)間進(jìn)行分析具體為：

采用蒙特卡洛及隨機(jī)抽樣方法，選取5000個(gè)半徑r、厚度th的參數(shù)樣本組合，對(duì)Kriging響應(yīng)面進(jìn)行抽樣得到5000組最大等效應(yīng)力幅值，利用直方圖法對(duì)最大等效應(yīng)力進(jìn)行分析；采用非參數(shù)核密度估計(jì)方法計(jì)算等效應(yīng)力最大值的概率密度函數(shù)，通過設(shè)置不同的置信度水平，得到壓力容器模型的最大等效應(yīng)力的置信區(qū)間。

5.如權(quán)利要求4所述的基于Kriging響應(yīng)面的有限元模型確認(rèn)方法，其特征在于，所述步驟E將單次有限元計(jì)算結(jié)果與有限元仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)有限元模型確認(rèn)具體為：

根據(jù)壓力容器模型設(shè)計(jì)低水平和高水平大氣壓力試驗(yàn)，構(gòu)建兩組Kriging響應(yīng)面，對(duì)每個(gè)Kriging響應(yīng)面進(jìn)行抽樣得到認(rèn)證樣本，將兩組得到的認(rèn)證樣本利用核密度估計(jì)方法進(jìn)行擬合，得到KDE曲線；將KDE曲線與兩種實(shí)驗(yàn)條件下的有限元仿真得到的最大等效應(yīng)力值進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)有限元模型確認(rèn)。