[發(fā)明專利]一種面向結(jié)構(gòu)可靠性分析的通用動態(tài)追蹤序列采樣方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810083063.6
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108287808B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邱浩波;蔣琛;高亮;陳力銘;楊贊
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 張彩錦;曹葆青

1.一種面向結(jié)構(gòu)可靠性分析的通用動態(tài)追蹤序列采樣方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1建立待分析結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)函數(shù)，確定極限狀態(tài)函數(shù)中的隨機變量及隨機變量的分布信息；

S2根據(jù)極限狀態(tài)函數(shù)及隨機變量的分布信息構(gòu)建隨機點，并將隨機變量及隨機點轉(zhuǎn)換至標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)空間中以確定目標(biāo)采樣區(qū)域；構(gòu)建N_sample個訓(xùn)練點形成訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，并建立代理模型，根據(jù)代理模型計算預(yù)測失效概率；

S3根據(jù)訓(xùn)練點對目標(biāo)采樣區(qū)域進行劃分以獲得多個局部區(qū)域，計算每個局部區(qū)域的預(yù)測失效概率誤差，以識別出最敏感區(qū)域；

S4開采步驟S3得到的最敏感區(qū)域，獲得第N_sample+1個訓(xùn)練點，更新訓(xùn)練數(shù)據(jù)集以及代理模型，然后重新計算預(yù)測失效概率；

S5根據(jù)步驟S3中計算的每個局部區(qū)域的預(yù)測失效概率誤差計算最大相對誤差，并計算步驟S4中得到的預(yù)測失效概率的變異系數(shù)，根據(jù)最大相對誤差和變異系數(shù)判斷是否終止采樣，以此方式完成整個采樣過程。

2.如權(quán)利要求1所述的面向結(jié)構(gòu)可靠性分析的通用動態(tài)追蹤序列采樣方法，其特征在于，步驟S3中計算每個局部區(qū)域的預(yù)測失效概率誤差以識別出最敏感區(qū)域具體為：采用公式(1)計算每個局部區(qū)域的預(yù)測失效概率誤差，預(yù)測失效概率誤差最大的區(qū)域即為最敏感區(qū)域，所述公式(1)如下：

其中，是從訓(xùn)練點集中去掉一個訓(xùn)練點x_i得到的預(yù)測失效概率誤差，為步驟S2計算獲得的預(yù)測失效概率，是去掉訓(xùn)練點x_i以重新構(gòu)建一個代理模型，并利用該代理模型計算得到的預(yù)測失效概率，N是當(dāng)前訓(xùn)練點的個數(shù)。

3.如權(quán)利要求1或2所述的面向結(jié)構(gòu)可靠性分析的通用動態(tài)追蹤序列采樣方法，其特征在于，步驟S4中開采最敏感區(qū)域獲得第N_sample+1個訓(xùn)練點具體采用如下方式開采：

其中，表示隨機點到局部區(qū)域中心x_i的距離，表示隨機點處的預(yù)測響應(yīng)的m次冪，選取值最小的隨機點作為第N_sample+1個訓(xùn)練點。

4.如權(quán)利要求1所述的面向結(jié)構(gòu)可靠性分析的通用動態(tài)追蹤序列采樣方法，其特征在于，步驟S5中根據(jù)步驟S3每個局部區(qū)域的預(yù)測失效概率誤差計算最大相對誤差具體為：

其中，P為最大相對誤差，為步驟S2計算獲得的預(yù)測失效概率，是去掉訓(xùn)練點x_i以重新構(gòu)建一個代理模型，并利用該代理模型計算得到的預(yù)測失效概率。

5.如權(quán)利要求1所述的面向結(jié)構(gòu)可靠性分析的通用動態(tài)追蹤序列采樣方法，其特征在于，步驟S5中計算步驟S4得到的預(yù)測失效概率的變異系數(shù)具體為：

其中，為預(yù)測失效概率的變異系數(shù)，為步驟S4重新計算的預(yù)測失效概率，為預(yù)測失效概率的方差。

6.如權(quán)利要求1所述的面向結(jié)構(gòu)可靠性分析的通用動態(tài)追蹤序列采樣方法，其特征在于，根據(jù)最大相對誤差和變異系數(shù)判斷是否終止采樣具體為：

S51判斷最大相對誤差P是否小于等于相對誤差極限值ε_r，若是，則轉(zhuǎn)入步驟S52；若否，則返回步驟S3；

S52判斷是否小于5％，若是，則終止采樣；若否，則返回步驟S2，構(gòu)建更多的隨機點以擴大采樣區(qū)域繼續(xù)進行分析，直至滿足終止條件。