[發(fā)明專利]基于Kriging模型的渦輪軸可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010469802.2
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111783237B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周易成;呂震宙
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F119/02
• 代理公司: 北京律智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11438
• 代理人: 闞梓瑄

1.一種基于Kriging模型的渦輪軸可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括：

建立渦輪軸參數(shù)化有限元仿真模型；

確定渦輪軸失效模式，建立渦輪軸的目標(biāo)函數(shù)和可靠性約束函數(shù)；

確定迭代設(shè)計(jì)點(diǎn)和迭代最可能失效點(diǎn)；

構(gòu)建可靠性約束函數(shù)的Kriging代理模型；

采用自適應(yīng)學(xué)習(xí)函數(shù)識別重要失效模式進(jìn)行自適應(yīng)抽樣，更新所述Kriging代理模型；

利用單層法求解獲得當(dāng)前優(yōu)化設(shè)計(jì)點(diǎn)和當(dāng)前最可能失效點(diǎn)；

比較所述當(dāng)前優(yōu)化設(shè)計(jì)點(diǎn)和所述迭代設(shè)計(jì)點(diǎn)，

若||當(dāng)前優(yōu)化設(shè)計(jì)點(diǎn)-迭代設(shè)計(jì)點(diǎn)||≤閾值，則所述當(dāng)前優(yōu)化設(shè)計(jì)點(diǎn)為確定優(yōu)化設(shè)計(jì)點(diǎn)；

若||當(dāng)前優(yōu)化設(shè)計(jì)點(diǎn)-迭代設(shè)計(jì)點(diǎn)||＞閾值，則轉(zhuǎn)至步驟所述確定迭代設(shè)計(jì)點(diǎn)和迭代最可能失效點(diǎn)，并用所述當(dāng)前優(yōu)化設(shè)計(jì)點(diǎn)更新所述迭代設(shè)計(jì)點(diǎn)，用所述當(dāng)前最可能失效點(diǎn)更新所述迭代最可能失效點(diǎn)；

其中，采用自適應(yīng)學(xué)習(xí)函數(shù)識別重要失效模式進(jìn)行自適應(yīng)抽樣，更新所述Kriging代理模型包括：

根據(jù)所述可靠性約束函數(shù)，定義局部抽樣區(qū)域；

利用自適應(yīng)學(xué)習(xí)函數(shù)識別重要失效模式；

根據(jù)所述重要失效模式，在所述局部抽樣區(qū)域內(nèi)抽取最大樣本點(diǎn)；

根據(jù)所述最大樣本點(diǎn)，獲得相應(yīng)的所述可靠性約束函數(shù)的響應(yīng)值；

根據(jù)所述最大樣本點(diǎn)和相應(yīng)的所述可靠性約束函數(shù)的響應(yīng)值，更新所述Kriging代理模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Kriging模型的渦輪軸可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述建立渦輪軸參數(shù)化有限元仿真模型包括：

建立渦輪軸的幾何模型，確定網(wǎng)格劃分和分析類型；

量化渦輪軸不確定性隨機(jī)輸入?yún)?shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Kriging模型的渦輪軸可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，構(gòu)建可靠性約束函數(shù)的Kriging代理模型包括：

采用拉丁超立方抽樣方法抽取輸入樣本集；

根據(jù)所述輸入樣本集，評估所述可靠性約束函數(shù)獲得訓(xùn)練集；

根據(jù)所述訓(xùn)練集，獲得所述Kriging代理模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Kriging模型的渦輪軸可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述局部抽樣區(qū)域?yàn)橐运龅羁赡苁c(diǎn)為中心的抽樣區(qū)域。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Kriging模型的渦輪軸可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，第w個所述可靠性約束函數(shù)對應(yīng)的失效模式為所述重要失效模式，w為大于等于1的整數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于Kriging模型的渦輪軸可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，根據(jù)所述重要失效模式，在所述局部抽樣區(qū)域內(nèi)抽取最大樣本點(diǎn)包括：

根據(jù)第w個所述可靠性約束函數(shù)對應(yīng)的所述Kriging代理模型，獲取相應(yīng)的預(yù)測均值和預(yù)測方差；

根據(jù)獲取的預(yù)測均值和預(yù)測方差，在所述局部抽樣區(qū)域內(nèi)抽取所述最大樣本點(diǎn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Kriging模型的渦輪軸可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述利用單層法求解獲得當(dāng)前優(yōu)化設(shè)計(jì)點(diǎn)和當(dāng)前最可能失效點(diǎn)包括：

根據(jù)更新后的所述可靠性約束函數(shù)的Kriging代理模型，獲取預(yù)測均值；

利用單層法并結(jié)合所述預(yù)測均值，獲得所述當(dāng)前優(yōu)化設(shè)計(jì)點(diǎn)和當(dāng)前最可能失效點(diǎn)。

8.一種計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的基于Kriging模型的渦輪軸可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

處理器和存儲器，所述存儲器用于存儲所述處理器的可執(zhí)行指令，所述處理器經(jīng)由執(zhí)行所述可執(zhí)行指令來執(zhí)行權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的基于Kriging模型的渦輪軸可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。