敏感性分析是結(jié)構(gòu)不確定性研究的一個重要方面,是一種研究輸入變量對模型輸出性能統(tǒng)計特征影響的分析技術(shù)。敏感性分析能有效識別出對模型響應(yīng)具有顯著影響的變量,有助于以較小的代價減小模型響應(yīng)的不確定性,從而提高模型的穩(wěn)健性和可靠性。敏感性分析具有預(yù)測與診斷性能,在很多領(lǐng)域被視為建模、模型簡化與優(yōu)化設(shè)計的前提。在實際工程應(yīng)用中,對于全局敏感性分析過程中涉及到的一般難以直接求解的高維高次積分問題,傳統(tǒng)的方法通常采用蒙特卡洛模擬法近似求解,敏感性結(jié)果的精度與穩(wěn)定性嚴(yán)重依賴樣本。此外,很多敏感性分析方法假設(shè)輸入變量是相互獨立的且模型是單個輸出。然而在實際工程中經(jīng)常存在相關(guān)性變量或者多維輸出的情況。本文針對敏感性分析中的一些問題展開研究工作。主要研究內(nèi)容如下:(1)基于響應(yīng)面和降維積分法發(fā)展了一種高效的全局敏感性分析方法。對于實際工程問題中遇到的復(fù)雜模型,通過試驗設(shè)計構(gòu)建結(jié)構(gòu)簡單的多項式響應(yīng)面,并代替原模型。采用改進的降維分解法將模型響應(yīng)函數(shù)轉(zhuǎn)化為多個單隨機變量子模型組合的形式,將通常難以直接求解的高維高次積分問題轉(zhuǎn)換為便于求解的低維積分,可方便采用Gauss積分求解模型響應(yīng)函數(shù)的總方差和各分解函數(shù)子項... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

基于代理模型求解敏感性指標(biāo)流程圖

汽車正面碰撞安全性能是汽車碰撞安全性設(shè)計的一個十分重要環(huán)節(jié)，對改善道路交通安全和保護人們的生命財產(chǎn)安全具有重大意義。首先建立某車正面碰撞的有限元模型，如圖2.2所示，設(shè)定碰撞速度為50km/h。(a) 碰撞前 (b) 碰撞后 100ms圖 2.2 正面碰撞有限元模型

Y 與汽車的耐撞性能和乘員的安全密切相關(guān)，是評價整車正面碰撞抗撞性能的關(guān)鍵指標(biāo)，這里將其作為模型輸出響應(yīng)，并以如圖2.3所示的汽車前端5個部件作為研究對象。圖 2.3 設(shè)計變量分布情況選取各部件的厚度作為設(shè)計變量，表2.4給出了5個部件的標(biāo)號、對應(yīng)的名稱、初始厚度和取值范圍。表 2.4 設(shè)計變量及其取值范圍設(shè)計變量 部件名稱 初始厚度(mm) 取值范圍(mm)1X 前保險杠 1.37 [0.8, 2.0]2X 前縱梁 2.06 [1.5, 2.8]3X 副車架 2.31 [1.8, 3.0]4X 發(fā)動機內(nèi)蓋 1.48 [1.0, 2.0]5X 發(fā)動機外蓋 1.52 [1.0, 2.0]采用本章所述方法對影響正面碰撞耐撞性的汽車前端部件進行全局敏感性分析，篩選出對正面碰撞安全性指標(biāo)具有顯著影響的部件，為后續(xù)輕量化設(shè)計和耐撞性設(shè)計等優(yōu)化設(shè)計提供重要的理論指導(dǎo)，并驗證本章所述方法對實際工程問題的有效性與適用性。首先采用拉丁超立方抽樣法(Latin hypercube sampling, LHS)[96]在設(shè)計變量的取值范圍內(nèi)隨機抽取32個樣本點，然后分別帶入有限元模型中計算得到相對應(yīng)的模型響應(yīng)值，如表2.5所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性及靈敏度分析研究[D]. 魏鵬飛.西北工業(yè)大學(xué) 2015

碩士論文
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[2]矩獨立重要性方法研究及其在優(yōu)化方面的應(yīng)用[D]. 胡吉祥.西北工業(yè)大學(xué) 2015
[3]不確定性結(jié)構(gòu)的局部和矩獨立靈敏度方法研究[D]. 張磊剛.西北工業(yè)大學(xué) 2015
[4]基于汽車碰撞安全性的多材料混合輕量化設(shè)計[D]. 王璽文.湖南大學(xué) 2014
[5]多參數(shù)非線性系統(tǒng)全局敏感性分析與動態(tài)代理模型研究[D]. 張揚.湖南大學(xué) 2014
[6]基于非線性偏最小二乘方法的急性電離輻射損傷早期傷情分類研究[D]. 鄭明辰.蘇州大學(xué) 2013
[7]基于主成分分析的多響應(yīng)實驗設(shè)計優(yōu)化方法研究[D]. 張迎冬.天津大學(xué) 2012
[8]防空導(dǎo)彈武器裝備體系作戰(zhàn)效能全局敏感性分析方法研究[D]. 張曉航.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[9]Sobol’靈敏度分析方法在結(jié)構(gòu)動態(tài)特性分析中的應(yīng)用研究[D]. 李睿.湖南大學(xué) 2003



本文編號：2900474