[發明專利]桁架結構靈敏度分析方法

有效

• 申請號: 201810069094.6
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108280299B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 魏鵬飛;岳珠峰;劉付超;周長聰;張政;王文選;唐成虎
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F111/10;G06F119/02;G06F119/14
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 闞梓瑄

本公開是關于一種桁架結構靈敏度分析方法，屬于系統穩健性分析技術領域其，該方法包括：配置獨立影響指標以及整體影響指標；根據獨立影響指標篩選對結構響應的方差影響較大的第一輸入變量，根據整體影響指標篩選對結構響應的方差影響較小的第二輸入變量；配置第一靈敏度指標以及第二靈敏度指標；利用第一靈敏度指標以及第二靈敏度指標對各第一輸入變量對桁架結構的響應方差的影響程度進行分析；利用第一靈敏度指標以及第二靈敏度指標對各第二輸入變量對桁架結構的響應方差的影響程度進行分析。該方法解決了現有技術中由于未考慮輸入變變量的認知不確定性引起的靈敏度分析不準確的問題，提高了靈敏度分析的準確性。

技術領域

本公開涉及系統穩健性分析技術領域，具體而言，涉及一種桁架結構靈敏度分析方法。

背景技術

桁架結構是一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結構。其中，桁架可以是由直桿組成的一般具有三角形單元的平面或空間結構；桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而充分利用材料的強度并在跨度較大時可比實腹梁節省材料，減輕自重和增大剛度。桁架的優點是桿件主要承受拉力或壓力、可以充分發揮材料的作用、節約材料并減輕結構重量。常用的有鋼桁架、鋼筋混凝土桁架、預應力混凝土桁架、木桁架、鋼與木組合桁架、鋼與混凝土組合桁架等等。目前，多桿桁架結構在我國應用廣泛，包括房屋建筑、橋梁以及工業設備，都大量采用桁架結構。因此，桁架結構的安全可靠運行對促進我國的經濟發展具有重大的意義。

靈敏度分析是用于研究機械系統輸入參數對輸出響應影響程度的重要理論工具，近年來得到了迅速的發展。Sobol和Iman等假設變量的方差能夠充分描述模型輸出的不確定性指標，首次提出了基于方差的全局靈敏度分析方法；Borgonovo提出矩獨立全局靈敏度指標反映出基本變量的重要性差別；Cui研究了隨機激勵作用下基于方差、矩獨立的全局靈敏度指標，并應用于牛頭刨床軌跡靈敏度分析研究中；周長聰提出基于動力學響應參數的全局靈敏度指標，研究了處于隨機激勵下的結構系統隨機不確定性輸入參數對結構動力響應的影響；孫中超研究了鉸鏈間隙分布參數的變化對艙門連桿機構運動精度全局靈敏度的影響；張屹尚在復合隨機振動系統中利用條件概率密度函數解析變換給出衡量基本隨機變量對動力可靠性影響的全局靈敏度指標；呂召燕利用基于方差的全局靈敏度指標有效降低了含有高維參數的航空齒輪振動優化問題的復雜度。通過以上國內外學者的研究，促進了全局靈敏度分析理論在結構系統輸入—輸出關系研究中的應用。

需要指出的是，以上所提到的靈敏度分析方法均建立在假設輸入變量具有精確概率密度函數的基礎上，但是概率密度函數只有在樣本數據量巨大時才能精準確定，在實際應用中，輸入變量不光具有隨機不確定性，還存在認知不確定性。并且，只有充分考慮隨機與認知不確定性，所得靈敏度分析結果才能更加真實可信。進一步的，目前多數學者對于靈敏度分析方法的研究尚處于理論研究階段，在工程實際中，將所提出的理論方法應用于大型復雜工程的應用研究并不多，尤其對于桁架結構的靈敏度分析的應用相對缺乏。

鑒于此，需要提供一種新的桁架結構靈敏度分析方法。

需要說明的是，在上述背景技術部分公開的信息僅用于加強對本公開的背景的理解，因此可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

發明內容

本公開的目的在于提供一種桁架結構靈敏度分析方法，進而至少在一定程度上克服由于相關技術的限制和缺陷而導致的由于未考慮輸入變變量的認知不確定性引起的靈敏度分析不準確的問題。

根據本公開的一個方面，提供一種桁架結構靈敏度分析方法，包括：

配置獨立影響指標以及整體影響指標；

根據所述獨立影響指標篩選對結構響應的方差影響較大的第一輸入變量，根據所述整體影響指標篩選對結構響應的方差影響較小的第二輸入變量；