复杂机械系统认知不确定性量化理论和可靠性分析方法研究.pdf

102 机 械 工 程 学 报 第 51 卷第 2 期期 effects of driving cycle[J]. Automotive Engineering ， 丁海涛，男，1974 年出生，博士，副教授。主要研究方向为汽车动态模 2010 ，32(8) ：659-663. 拟与仿真。 E-mail ：ding_hai_tao@126.com 作者简介：张袅娜，女，1972 年出生，博士，教授。主要研究方向为汽 于海芳(通信作者) ，女，1979 年出生，博士，讲师。主要研究方向为汽 车动态模拟与仿真、整车控制。 车动态模拟与仿真。 E-mail ：zhangniaona@163.com E-mail ：haifangyu@ 国家自然科学基金委员会机械工程学科2012/2013 年度结题项目简介 复杂机械系统认知不确定性量化理论和可靠性分析方法研究* 项目负责人：黄洪钟(E-mail ：hzhuang@) 依托单位：电子科技大学 项目批准号 1．项目简介 本项目针对大型复杂机械系统设计中面临的信息不精确和数据不完备情况，以某型号航空发动机为应用对象，基于可能 性理论、证据理论和格论，研究复杂机械系统设计中认知不确定性的共性问题，提出了认知不确定性条件下的复杂机械系统 非概率分析方法，并以此作为不确定性量化和可靠性建模的工具，研究认知不确定性条件下的敏感度分析、能度可靠性建模、 可靠性信息融合和可靠性综合评估等关键问题，建立了能有效处理认知不确定性的复杂机械系统可靠性分析与设计的方法 体系。 2 ．主要创新点及主要研究进展 通过对证据之间冲突情况的分析，采用集群效应方法，消弱“坏”对最后融合结论的影响。通过向量空间分析，将辨识 框架的可能假设转化成向量空间中相互垂直的方向，利用向量空间中向量的相加处理证据融合问题。分别用 D-S 证据理论、 向量空间分析为基础的简便融合方法和可靠性信息融合框架方法进行了计算分析。以航空发动机为研究对象，利用 Gamma 过程退化模型和 Weibull 分布退化轨道模型，对航空发动机退化过程进行可靠性评估和分析。提出了一种在混合变量下基于 移动最小二乘法的响应面可靠性分析方法，建立了区间变量相关时的结构非概率可靠性指标模型及优化方法，提出基于均值 一阶鞍点近似的统一不确定性分析方法。用随机变量和模糊数分别对随机和认知不确定性进行建模，建立随机变量和模糊数 同时存在下的结构可靠性分析统一模型。建立了随机和认知不确定性下的结构可靠性灵敏度分析模型。基于可能性理论对多 状态系统进行可能可靠性分析。将凸子格的概念引入可靠性理论，获取了结构函数等价类的凸子格上下界集及其上下限。 * 此项目在“第十一届设计与制造前沿国际会议(ICFDM2014) ”上作为候选项目推荐参加“国家自然科学基金委员会机械工程学科2012/2013 年度优 秀结题项目”的评选。 复杂机械系统认知不确定性量化理论和可靠性