王若冰, 谷良贤, 龚春林

(西北工业大学 航天飞行动力学技术重点实验室, 陕西 西安　710072)



随机-区间混合不确定性分层序列化多学科可靠性分析方法

王若冰, 谷良贤, 龚春林

(西北工业大学 航天飞行动力学技术重点实验室, 陕西 西安710072)

摘要：针对多学科问题中随机型与区间型不确定性共存的可靠性分析问题，基于序列化变量处理框架，将原问题分解为区间可靠性分析和概率可靠性分析2个子问题，并建立相应的求解过程。其中，在区间可靠性分析中引入了学科间一致性约束，减轻多学科耦合分析带来的计算负担；在可靠性分析中集成先进均值法、圆弧搜索法和有效集拟牛顿法，构造了一套渐进收敛的处理策略。最后，基于宽容分层思想构造两个子过程的迭代关系，实现随机型和区间型不确定性的同时处理。采用1个数值算例和1个飞行器多学科可靠性分析应用算例，从不同角度验证所提出方法的有效性。结果表明：求解效率比已有方法有所提高，且该方法对各种约束函数的可靠性分析问题的适应性能力更强。

关键词：混合不确定性；多学科系统；可靠性分析；区间极值分析

随着对复杂产品设计提出的安全性指标要求，基于可靠性的多学科设计优化(reliability-based multidisciplinary design optimization,RBMDO)引起广泛关注[1]。概率模型是量化随机不确定性的常用方法，然而概率建模所需大量统计数据往往难以获得，需要采用分布未知、边界可知的区间不确定性模型。在实际工程问题的可靠性分析过程中，由于数据缺乏和认知不完全，需要同时考虑概率型和区间型不确定性因素。……