【摘要】：在工程實踐中,存在著多種不同來源、不同類型的不確定性因素。只有在設(shè)計過程中充分考慮這些不確定性因素,才有可能獲得真正高性能的裝備。國內(nèi)外現(xiàn)有關(guān)于結(jié)構(gòu)不確定性優(yōu)化設(shè)計研究尚存在以下不足之處:首先,現(xiàn)有給定若干候選結(jié)構(gòu)方案的多目標(biāo)優(yōu)化較少考慮望目型和偏離型優(yōu)化目標(biāo),難以解決包含偏離型等異類目標(biāo)的復(fù)雜裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)方案多目標(biāo)優(yōu)化問題;其次,現(xiàn)有考慮概率區(qū)間的結(jié)構(gòu)可靠性分析方法在可靠性指標(biāo)求解過程中經(jīng)常會出現(xiàn)收斂緩慢、甚至不收斂的情況,且可靠性優(yōu)化求解過程比較繁瑣,計算效率低;再次,對于概率區(qū)間不確定性共同影響下如何提高復(fù)雜裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)性能的穩(wěn)健性尚缺乏研究。論文針對這些不足,開展考慮多源不確定性的復(fù)雜裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究,提出并實現(xiàn)基于異類TOPSIS(HTOPSIS)的復(fù)雜裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)方案多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計、基于自適應(yīng)步長可靠性分析的復(fù)雜裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化、考慮概率區(qū)間不確定性的復(fù)雜裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)穩(wěn)健優(yōu)化等方法和技術(shù),對提高復(fù)雜裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的性能與可靠穩(wěn)健性具有重要意義。論文的主要內(nèi)容包括:第一章綜述了結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化設(shè)計、可靠性優(yōu)化設(shè)計和穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,分析了現(xiàn)有研究中存在的問題,提出了論文的主要研究內(nèi)容。第二章綜合考慮望大型、望小型、望目型和偏離型異類評價指標(biāo),構(gòu)建了復(fù)雜裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)方案多目標(biāo)優(yōu)化問題的決策模型,提出了一種HTOPSIS法,給出了望目型和偏離型指標(biāo)的等效轉(zhuǎn)換方法,基于區(qū)間可能度和三角模糊數(shù)的相對偏好關(guān)系實現(xiàn)了各異類評價指標(biāo)的統(tǒng)一規(guī)范化,并在確定各異類評價指標(biāo)正負(fù)理想解的基礎(chǔ)上,基于相對貼近度系數(shù)實現(xiàn)了復(fù)雜裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)候選方案的優(yōu)選。第三章以概率變量描述概率分布已知的不確定因素,以區(qū)間變量描述認(rèn)知不確定因素,建立了基于概率區(qū)間的復(fù)雜裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計模型,提出了一種自適應(yīng)步長的可靠性分析法,引入修正角的概念來提高結(jié)構(gòu)可靠性分析的效率,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合PRSM近似模型技術(shù)和遺傳算法實現(xiàn)了復(fù)雜裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計模型的高效求解。第四章建立了復(fù)雜裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)的概率區(qū)間穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計模型,提出了混合不確定性約束性能的可行穩(wěn)健性指數(shù)和基于可行穩(wěn)健性指數(shù)的優(yōu)于關(guān)系準(zhǔn)則,通過負(fù)理想解貼近距離進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計向量的直接優(yōu)劣排序,結(jié)合Kriging近似模型技術(shù)、MCS法和遺傳算法實現(xiàn)了對含概率區(qū)間變量的復(fù)雜裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)穩(wěn)健優(yōu)化模型的直接求解。第五章總結(jié)了論文的研究工作和主要成果,并指出了需要進(jìn)一步研究的方向。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH122
【圖文】：

為指標(biāo)數(shù)值越大越好。望目型指標(biāo)表現(xiàn)為其離給定的常數(shù)越近越好，而偏離型指逡逑標(biāo)表現(xiàn)為其離給定的常數(shù)越遠(yuǎn)越好。由于不確定性因素的存在ｔ４２］，異類指標(biāo)的數(shù)逡逑據(jù)類型可描述為實數(shù)、區(qū)間數(shù)、三角模糊數(shù)和模糊語言［４３］。如圖２．１所示：逡逑邐１邋異類指標(biāo)￣｜邐逡逑望大型指標(biāo)邐望小型指標(biāo)邐｜偏離型指標(biāo)邐�。尥绦椭笜�(biāo)逡逑確定丨Ｈ旨標(biāo)＾｜邐不確定性指標(biāo)逡逑＇＾！＿＿邋＾＾逡逑實數(shù)邐模糊＃言邐區(qū)間數(shù)邐三角模糊數(shù)逡逑圖２．１復(fù)雜裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化中的異類評價指標(biāo)逡逑對于具有Ｚ７個指標(biāo)的ｍ個候選方案的復(fù)雜裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化問題，其相逡逑應(yīng)的方案集和指標(biāo)集可分別表示為，…，＆丨和ｄ邋＝邐。指標(biāo)集逡逑內(nèi)指標(biāo)的數(shù)據(jù)類型可分為實數(shù)、區(qū)間數(shù)和三角模糊數(shù)，分別表示為逡逑４邋一邋七’，p骸狽B＋ｌ’０＿／，＋２’邋…’°／２邋｝邋’邋p閡誨巍卞澹煎錘B邋￥邋？／？２邋＜邋”。逡逑設(shè)邋７＾＝｛１，２，…，NB｝，ｉＶ２＝｛NB＋１

邐基于ＨＴＯＰＳＩＳ的復(fù)雜裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)方案多目標(biāo)優(yōu)化逡逑糊語言時，可將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的三角模糊數(shù)［４６］，其隸屬函數(shù)如圖２．２所示。逡逑＾ｘ）－－邋＼４＾Ｌ，ｒ＜＿ｘ＜＿ｒ邐｛２２）逡逑、０，其他逡逑邐Ｆ邐Ｇ邐ＶＧ邋＿邋Ｅ—邋Ｐ：Ｐｏｏｒ（０，０，0－２）逡逑／Ｖ邋ＴＶ邋７＼邐７１邐Ｆ：Ｆａｉｒ（０．１，０．２，０．４）逡逑ｊ邋＼邐／邋＼邐／邋＼邐／邋＼邐／邐Ｇ：Ｇｏｏｄ（０．３，０．５，０．７）逡逑ｊ邋＼邐／邐＼邐／邐＼邐＼邐ＶＧ：Ｖｅｒｙ邋Ｇｏｏｄ（０．６，０．８，０．９）逡逑＼邋／邐＼邐／邐＼邐／邐＼邋／邐Ｅ：Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ（０．８，ｌ，ｌ）逡逑Ａ邋Ｘ邋Ｘ邋Ａ逡逑０邐０．１邋０．２邋０．３邋０．４邋０．５邋０．６邋０．７邋０．８邋０．９邐１邋ｘ逡逑圖２．２模糊語言的三角模糊數(shù)逡逑２．３結(jié)構(gòu)方案多目標(biāo)優(yōu)化中異類性能指標(biāo)的統(tǒng)一規(guī)范化逡逑由于異類評價指標(biāo)的數(shù)量級、量綱和單位不同，因此有必要對異類指標(biāo)進(jìn)行逡逑統(tǒng)一規(guī)范化。Ｊａｈａｎ等人［４７〗通過向量變換法來統(tǒng)一規(guī)范化所有指標(biāo)之間的差異，逡逑并將其應(yīng)用于不同指標(biāo)值的規(guī)范化排序。但是，該向量變換法僅僅針對望小型和逡逑望大型指標(biāo)的規(guī)范化

圖２．３基于ＨＴ０ＰＳ１Ｓ的復(fù)雜裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)方案異類多目標(biāo)不確定性優(yōu)化流程逡逑１５逡逑

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 袁小偉;;基于有限元的結(jié)構(gòu)可靠性分析[J];現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備;2017年06期

2 肖尚勤;郭正松;;基于支持向量機的船舶結(jié)構(gòu)可靠性分析[J];計算機與數(shù)字工程;2010年10期

3 李洪雙;呂震宙;岳珠峰;;結(jié)構(gòu)可靠性分析的支持向量機方法[J];應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué);2006年10期

4 葉勇,郝艷華,張昌漢;基于ANSYS的結(jié)構(gòu)可靠性分析[J];機械工程與自動化;2004年06期

5 南宮自軍,汪亮,張鐸;結(jié)構(gòu)可靠性分析的擬對數(shù)正態(tài)分布法[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報;1997年03期

6 石柘;;工程結(jié)構(gòu)可靠性分析的隨機過程模型[J];上海建材學(xué)院學(xué)報;1988年02期

7 林柏中 ,高伯揚 ,王振家 ,李舜 ,祁瑞芳;地下人防結(jié)構(gòu)可靠性分析的基本方法[J];地下空間;1988年03期

8 張萌萌;羅愛民;楊圩生;張曉康;;基于擴展影響圖的體系結(jié)構(gòu)可靠性分析[J];計算機科學(xué);2014年04期

9 董艷秋;田敬博;;蒙特卡洛法結(jié)構(gòu)可靠性分析[J];黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年01期

10 戴鴻哲;王偉;;結(jié)構(gòu)可靠性分析的擬蒙特卡羅方法[J];航空學(xué)報;2009年04期

相關(guān)會議論文 前10條

1 黃賢振;張義民;;一種工程結(jié)構(gòu)可靠性分析方法研究[A];2014年全國機械行業(yè)可靠性技術(shù)學(xué)術(shù)交流會暨可靠性工程分會第五屆委員會成立大會論文集[C];2014年

2 姜潮;龍湘云;;考慮區(qū)間不確定性的裂紋結(jié)構(gòu)可靠性分析[A];第16屆全國疲勞與斷裂學(xué)術(shù)會議會議程序冊[C];2012年

3 劉小潔;;協(xié)方差傳播律在結(jié)構(gòu)可靠性分析中的應(yīng)用[A];第六屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（第一卷）[C];1997年

4 謝朝陽;王正良;;結(jié)構(gòu)可靠性分析中的代理模型研究[A];中國力學(xué)大會-2015論文摘要集[C];2015年

5 邱志平;陸強華;陳亮;;結(jié)構(gòu)可靠性分析的近似技術(shù)及其工程應(yīng)用[A];隨機振動理論與應(yīng)用新進(jìn)展——第六屆全國隨機振動理論與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2008年

6 韋益夫;KAWAMURA Yasumi;王德禹;;基于改進(jìn)移動最小二乘法的結(jié)構(gòu)可靠性分析[A];紀(jì)念《船舶力學(xué)》創(chuàng)刊二十周年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2017年

7 常春偉;鮑存坤;王炳靈;劉嘉武;;應(yīng)急結(jié)構(gòu)可靠性分析[A];第七屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（第Ⅰ卷）[C];1998年

8 李桂青;;抗震結(jié)構(gòu)可靠性分析[A];中國地震學(xué)會第三次全國地震科學(xué)學(xué)術(shù)討論會論文摘要匯編[C];1986年

9 車維毅;趙云橋;左建新;顧冠軍;;桿系結(jié)構(gòu)可靠性分析的有效方法[A];第五屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（第一卷）[C];1996年

10 劉志亮;唐樟春;Ming J Zuo;潘登;;樣本不均衡時的結(jié)構(gòu)可靠性分析方法[A];2014年全國機械行業(yè)可靠性技術(shù)學(xué)術(shù)交流會暨可靠性工程分會第五屆委員會成立大會論文集[C];2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張崎;基于Kriging方法的結(jié)構(gòu)可靠性分析及優(yōu)化設(shè)計[D];大連理工大學(xué);2005年

2 黃炎生;隨機有限元法及結(jié)構(gòu)可靠性分析方法在大壩中的應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);1995年

3 張哲;基于證據(jù)理論的結(jié)構(gòu)可靠性分析方法[D];湖南大學(xué);2016年

4 喬心州;不確定結(jié)構(gòu)可靠性分析與優(yōu)化設(shè)計研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

5 鄭嚴(yán);基于智能算法的結(jié)構(gòu)可靠性分析及優(yōu)化設(shè)計研究[D];西南交通大學(xué);2012年

6 薛國峰;基于小波分析和代理模型的結(jié)構(gòu)可靠性分析方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

7 何新黨;多源不確定性結(jié)構(gòu)可靠性分析及優(yōu)化設(shè)計[D];西北工業(yè)大學(xué);2014年

8 王曉明;高速公路服役隧道結(jié)構(gòu)可靠性分析與后評估研究[D];東北大學(xué);2008年

9 馮昕宇;基于降維算法的結(jié)構(gòu)可靠性研究[D];吉林大學(xué);2017年

10 鄭燦赫;基于混合智能算法的結(jié)構(gòu)可靠性分析與優(yōu)化設(shè)計[D];吉林大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張楊燕;考慮多源不確定性的復(fù)雜裝備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究[D];浙江大學(xué);2019年

2 秦強;動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)可靠性分析[D];大連交通大學(xué);2016年

3 雷寬;基于隨機有限元的結(jié)構(gòu)可靠性分析及優(yōu)化設(shè)計研究[D];武漢理工大學(xué);2015年

4 胡洪益;結(jié)構(gòu)可靠性分析軟件系統(tǒng)開發(fā)及優(yōu)化設(shè)計方法研究[D];湖南大學(xué);2016年

5 王彬;考慮相關(guān)性的證據(jù)理論模型及結(jié)構(gòu)可靠性分析[D];湖南大學(xué);2013年

6 楊旭;大型結(jié)構(gòu)可靠性分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

7 于楊;基于概率有限元數(shù)值模擬的結(jié)構(gòu)可靠性分析及軟件開發(fā)[D];中南大學(xué);2011年

8 董艷秋;空間框架結(jié)構(gòu)可靠性分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

9 舒盛榮;應(yīng)用有限元法的小型控制力矩陀螺結(jié)構(gòu)可靠性分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

10 劉鑫;多點激勵下橋梁結(jié)構(gòu)可靠性分析[D];大連理工大學(xué);2006年

本文編號：2774173