吴楠, 郭庆, 仝国军, 刘永寿

(西北工业大学 力学与土木建筑学院, 陕西 西安 710072)

管道作为气液输运与储存的重要载体，在航空航天、能源、生物等领域得到了广泛应用。在设计、制造、组装、服役等全寿命周期内，管道结构参数的不确定性大量存在，进而导致管道固有频率的不确定性。此外，输流管道蕴含丰富的流固耦合作用，会进一步加剧管道固有频率的不确定性。而当固有频率与激振力频率接近到一定程度会引发共振失效问题。因此，对输流管道开展防共振可靠性和重要性测度分析是很必要的。

国内外关于工程结构面临的防共振失效问题开展了大量的研究。Zhai等[1]采用精细响应面法对输流管道开展了共振和动力可靠性分析，并根据结果对输流管道结构参数进行了优化。Guo等[2]对多跨功能梯度输流管道进行了共振可靠性和全局灵敏度分析，并引入了主动学习Kriging模型提高计算效率。张屹尚等[3]采用Kriging模型分析了充液管道非概率共振可靠性问题。韩涛等[4]采用直曲组集方法针对复杂液压管路实现了高效建模与模态分析，分析了管道布局对固有频率的影响。Ritto等[5]建立了一种考虑建模误差的流固耦合概率模型，并将其应用于输流管道振动分析，通过随机特征值分析得到了相关颤振现象。

为研究随机变量对系统共振失效概率的影响程度，开展变量重要性测度分析是必要的。由于输流管道涉及到多阶共振失效，即需要考虑多输出响应，需对多输出响应整体进行变量重要性测度分析。……