摘要：经典的1阶可靠性方法在求解非线性结构可靠性问题时,由于仅利用当前迭代设计点的局部信息,致使求解精度及效率无法满足要求,为此提出了一种自适应共轭非线性近似方法。基于两点自适应非线性近似方法,使用当前及上一迭代设计点的极限状态函数值及梯度值信息,构建真实极限状态函数的非线性近似模型;在两点自适应非线性近似方法的基础上,利用前两步迭代设计点的极限状态函数值及梯度值信息,在当前迭代设计点处构建共轭搜索方向。随着迭代过程的进行,基于自适应调整模型中的非线性指数及搜索方向,在提高模型的近似精度的同时可避免迭代过程出现振荡,提高计算的稳定性。通过3个案例说明了所提方法的适用性。

摘要：针对目标权重选取的主观性问题,提出基于竞争博弈进行多目标可靠性优化设计的方法。首先,将各设计目标视为不同的博弈方,通过随机设计变量集映射(RDVSM)技术,将优化模型中的随机设计变量集分解为各博弈方所拥有的策略集;然后,各博弈方以自身收益为目标,结合性能测量方法在各自的策略集中进行单目标可靠性优化设计,并由所有的优化设计结果形成一轮博弈的策略组合;经过多轮博弈之后得博弈均衡解。压力容器和齿轮减速器2个案例的分析表明,所提方法有效避免了目标权重的选择,设计结果具有较高客观性。

摘要：螺旋锥齿轮结构中各设计参数和边界条件往往存在随机类和区间类参数混杂的情况,由于两类不确定参数的测度空间和测度性质不同,基于概率论的传统可靠性建模分析方法将不再适用,为此提出了一种基于随机-区间混合不确定性的二阶可靠性分析方法。利用二阶泰勒级数展开法在最可能失效点(MPP)近似展开极限状态方程,在此基础上引入极坐标,将n维极限状态函数的近似转化为一个新的极坐标二维函数;利用函数梯度向量代替直角坐标系中的失效域质心向量思想,在极坐标空间中推导随机变量和区间变量的极坐标概率密度函数;以二次二阶矩可靠性分析方法为基础,利用积分法推导出失效概率区间。最后,通过某装备综合传动装置的螺旋锥齿轮结构可靠性分析案例验证了本文方法的有效性。

摘要：为解决可靠性多目标优化设计问题,并考虑各博弈方行为方式的动态性特点,提出一种自适应行为博弈算法。每个设计目标被视为一个博弈方,在计算随机设计变量对目标函数影响因子的基础上,结合模糊聚类将随机设计变量集分解为博弈方的策略集;建立了自适应行为规则,在新一轮博弈开始之前调整各博弈方的博弈行为,以及目标函数与各博弈方自身收益函数之间的映射关系;在经历多轮博弈后,根据收敛准则得到博弈均衡解。汽车制动器的案例设计结果表明,在计算效率方面,自适应行为博弈算法比竞争博弈与合作博弈算法具有更明显的优势。

摘要：针对多目标可靠性优化设计的求解问题,结合动物行为对博弈方行为方式进行改进,提出模拟动物行为博弈算法.将各设计目标视为不同博弈方,通过随机向量映射技术将设计向量分解为各博弈方的策略集.根据行为匹配规则,将动物的"损人利己型"与"互惠合作型"行为赋予相应博弈方,各博弈方依据所模拟的行为,构建收益函数与目标函数的映射关系.模拟"互惠合作型"行为的博弈方组成联盟,与模拟"损人利己型"行为的博弈方进行多轮博弈,最终得到均衡解.车辆制动器设计结果表明,对比竞争与合作博弈,所提方法具有更高的计算效率.

摘要：通过对目标函数和约束条件进行灵敏度分析,生成目标函数和约束函数的灵敏度附加项,提出了2种基于灵敏度附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型;针对不同评价者对目标获取信息的局限性,基于灰色系统理论把评价者对目标的评估分配在一定范围内,给出了计算各目标函数权重系数的专家评估方法.应用Matlab7.1语言的优化工具箱和符号工具箱实现圆柱螺旋压缩弹簧的多目标可靠性稳健优化设计.算例表明,该方法具有较高的精度和可靠度,为机械零件的可靠性设计提供了理论依据.

摘要：以实现多约束非线性优化问题的可靠性稳健优化设计为目标,在应用可靠性随机摄动技术建立多失效模式下机械零部件可靠度约束函数的基础上,构建了可靠性优化设计数学模型;通过对其目标函数和约束条件进行灵敏度分析,生成目标函数和约束函数的灵敏度附加项,提出了两种基于灵敏度附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型;应用Matlab语言的优化和符号工具箱来实现新型旋转式立体车库载车台主梁结构的可靠性稳健优化设计。算例表明,提出的可靠性稳健优化设计方法具有较高的精度和可靠度,为机械零件的可靠性设计提供了理论依据。

摘要：以实现多目标优化问题的可靠性稳健优化设计为目标,基于可靠性设计的随机摄动法建立可靠度约束条件,通过对目标函数和约束条件进行灵敏度分析,生成目标函数和约束函数的灵敏度附加项,建立了两种基于灵敏度附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型;应用Matlab7.1语言的优化和符号工具箱实现机械零件的稳健设计.算例表明,本文提出的可靠性稳健优化设计方法具有较高的精度和可靠度,为机械零件的可靠性设计提供了理论依据.

摘要：机械可靠性设计的任务就是提供实际计算的数学模型和方法,在机械产品的研发阶段预测其在规定工作条件下的工作能力或寿命.结合可靠性理论研究的历史及现状对机械可靠性设计理论进行深入分析,阐明了可靠性优化设计、可靠性灵敏度设计、可靠性稳健设计、可靠性试验、传统设计方法与可靠性设计相结合等机械零件可靠性设计理论与方法的内涵,为机械零件可靠性设计提供系统的理论和方法.

摘要：针对机械结构中既含随机变量又含区间变量的混合可靠性问题,提出一种基于二参数的混合可靠性分析算法。区间变量使可靠性分析问题变为双层优化问题,为降低双层优化模型对计算效率的影响,将其解耦为概率分析和区间分析高效循环序列迭代模型;在概率分析时,引入两个调整参数,分别控制搜索步长和搜索方向,以实现寻优设计点、保证收敛的稳定性及搜索效率;在区间分析时,将区间分析问题转化为方便求解的二次规划问题,并结合梯度投影法搜索区间最优点;通过两个案例分析,对所提算法的计算精度和效率进行验证。结果表明:该算法与蒙特卡洛抽样法相比,计算的最大失效概率相对误差均在5%以内,且函数调用次数在1 000次以内即可达到收敛;当功能函数非线性程度较高时,该算法同样具有较高的计算精度、效率及收敛稳定性。