[發(fā)明專利]一種高維結構系統(tǒng)可靠度計算方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110726420.8
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113609717A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設計）人: 張旭;倪問池
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F111/08;G06F119/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種高維結構系統(tǒng)可靠度計算方法，其特征是，包括如下步驟：

分析辨識待研究高維結構系統(tǒng)的所有結構失效模式，求解獲取各失效模式的可靠度指標，以及失效模式兩兩之間的相關系數(shù)；

將各失效模式按照其可靠度指標從小到大進行排序；

按順序每次計入一個新失效模式，并將前面已計入的所有失效模式作為一個等效失效模式組，兩者形成二維失效模式組，直到所有失效模式都被計入；

根據(jù)失效模式兩兩之間的相關系數(shù)確定所有新失效模式與等效失效模式組之間的等效相關系數(shù)；

根據(jù)得到的等效相關系數(shù)以及所提出的二維串聯(lián)系統(tǒng)計算公式迭代求解各二維串聯(lián)系統(tǒng)的失效概率，最終得到高維結構系統(tǒng)的失效概率，利用失效概率與可靠度的關系求得系統(tǒng)的可靠度。

2.根據(jù)權利要求1所述的高維結構系統(tǒng)可靠度計算方法，其特征是，還包括根據(jù)結構可靠度理論，建立各失效模式的極限狀態(tài)方程G_i＝R_i-S_i，其中，R_i代表抗力，S_i代表響應力；

利用理論分析和有限元方法獲得各失效模式的響應力；利用一次二階矩法求解獲取各失效模式E₁,E₂,...,E_m的可靠度指標，以及失效模式兩兩之間的相關系數(shù)，驗證各失效模式組成的基本變量(X₁,X₂,...,X_n)服從聯(lián)合正態(tài)分布。

3.根據(jù)權利要求1所述的高維結構系統(tǒng)可靠度計算方法，其特征是，所述計算高維結構系統(tǒng)的失效概率的方法為：

對于已按照可靠度指標從小到大排序后的各失效模式，計算前兩個失效模式E₁與E₂構成組合的失效概率，失效概率P＝1-可靠度R；

并將失效模式E₁和E₂看作一個失效模式組，并繼續(xù)按順序與E₃組合，計算新二維失效模式組的失效概率，依此類推，直到系統(tǒng)中所有失效模式都被計入，最終得到的失效概率即高維結構系統(tǒng)的失效概率。

4.根據(jù)權利要求1所述的高維結構系統(tǒng)可靠度計算方法，其特征是，其特征是，所述等效相關系數(shù)ρ_12...m為已計入所有失效模式的組合E₁,E₂,...,E_m-1與新失效模式E_m間的等效相關系數(shù)，所述等效相關系數(shù)的計算方法為：

式中：最大相關性ρ_max＝max{ρ_1m,ρ_2m,...,ρ_(m-1)m}，其中ρ_risk為當前失效模式E_m與E₁,E₂,...,E_m-1組合中的最弱失效模式之間的相關系數(shù)。

5.根據(jù)權利要求1所述的高維結構系統(tǒng)可靠度計算方法，其特征是，各二維串聯(lián)系統(tǒng)的失效概率P_fs計算方法如下：

式中：P_fi和P_fj分別表示失效模式E_i和E_j的發(fā)生概率，P_fij表示兩個失效模式的交叉概率，P_fij表示為

其中，β_i,β_j分別為第i個和第j個失效模式的可靠性指標，ρ_ij是失效模式E_i與E_j之間的相關系數(shù)，

β_j≥β_i≥1,0＜ρ_ij＜1，式中E_j指的是新加入的失效模式。