[發明專利]一種集合干涉型可靠度的度量方法、系統、裝置及介質

有效

• 申請號: 201910039746.6
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109885879B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 孫文彩;楊自春;楊立國;王磊
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/08;G06F119/02
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立;姜展志

1.一種集合干涉型可靠度的度量方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：建立描述結構不確定性的凸集模型，并將所述凸集模型分為區間模型和超橢球模型；

步驟2：分別對所述區間模型和所述超橢球模型進行標準化變換，得到標準化區間模型和單位超球體模型，并根據所述標準化區間模型和所述單位超球體模型得到標準化極限狀態方程；

步驟3：根據所述標準化極限狀態方程分別對所述標準化區間模型和所述單位超球體模型進行均勻抽樣，分別得到區間模型樣本和超球體模型樣本；

步驟4：根據所述區間模型樣本和所述超球體模型樣本得到所述凸集模型的復合樣本，并根據所述標準化極限狀態方程和所述復合樣本計算所述結構的集合干涉型可靠度；

在所述步驟3中，得到所述超球體模型樣本的具體步驟包括：

步驟32：獲取所述單位超球體模型在球坐標系下的徑向距離分量的徑向概率密度函數，并獲取所述單位超球體模型在所述球坐標系下的仰角分量在第二預設抽樣范圍內的第二隨機數，以及獲取所述單位超球體模型在所述球坐標系下的方向角分量在第三預設抽樣范圍內的第三隨機數；

步驟33：根據所述第二隨機數對所述仰角分量進行均勻抽樣，得到仰角分量樣本；根據所述第三隨機數對所述方向角分量進行均勻抽樣，得到方向角分量樣本；并基于Metropolis抽樣方法，根據所述徑向概率密度函數對所述徑向距離分量進行抽樣，得到徑向距離分量樣本；

步驟34：根據所述仰角分量樣本、所述方向角分量樣本和所述徑向距離分量樣本得到所述單位超球體模型在所述球坐標系下的初始超球體模型樣本；

步驟35：根據球坐標系和正交坐標系的轉換公式，對所述初始超球體模型樣本進行轉換，得到所述單位超球體模型在正交坐標系下的所述超球體模型樣本；

所述球坐標系和正交坐標系的轉換式為：

其中，n_i為第i個所述單位超球體模型的維數，Δu_i,1為第i個所述單位超球體模型在所述正交坐標系下的第1維坐標分量，Δu_i,2為第i個所述單位超球體模型在所述正交坐標系下的第2維坐標分量，為第i個所述單位超球體模型在所述正交坐標系下的第n_i-1維坐標分量，為第i個所述單位超球體模型在所述正交坐標系下的第n_i維坐標分量，r_i為第i個所述單位超球體模型在所述球坐標系下的所述徑向距離分量，β₁～均為第i個所述單位超球體模型在所述球坐標系下的所述仰角分量，為第i個所述單位超球體模型在所述球坐標系下的所述方向角分量，且β₁～，

2.根據權利要求1所述的集合干涉型可靠度的度量方法，其特征在于，所述步驟1具體包括以下步驟：

步驟11：根據所述結構的不確定性參數變量建立所述結構的原始極限狀態方程，根據所述原始極限狀態方程得到所述凸集模型；

所述原始極限狀態方程為：

M＝G(X)＝G(x₁,x₂,...,x_n)＝0；

其中，M為所述原始極限狀態方程，G(X)為原始極限狀態函數，X＝(x₁,x₂,...,x_n)為所述不確定性參數變量，n為所述不確定性參數變量的總數；

步驟12：將所述凸集模型劃分為一個p維的所述區間模型和m個所述超橢球模型；

所述區間模型為：X_I＝(x₁,x₂,...,x_p)；

其中，X_I為p維的所述區間模型的區間變量，x₁、x₂…x_p均為區間不確定性參數變量；

所述超橢球模型為：

其中，X_i為第i個所述超橢球模型的超橢球變量，E_i(X_i,θ_i)為第i個所述超橢球變量的集合，為第i個所述超橢球模型的中心點向量，Ω_i為第i個正定矩陣，θ_i為第i個所述超橢球模型的尺度參數。