基于主动学习的复杂机械结构的可靠性分析

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2020.02.013

东北大学学报:自然科学版 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (2): 223-228.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.02.013

基于主动学习的复杂机械结构的可靠性分析

曹汝男，孙志礼，张毅博，王健

(东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819)

收稿日期:2019-06-21 修回日期:2019-06-21 出版日期:2020-02-15 发布日期:2020-03-06
通讯作者: 曹汝男
作者简介:曹汝男(1992-)，男，辽宁锦州人，东北大学博士研究生；孙志礼(1957-)，男，山东巨野人，东北大学教授，博士生导师.冯明杰(1971-)，男，河南禹州人，东北大学副教授; 王恩刚(1962-)，男，辽宁沈阳人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51775097)；国防科技基金资助项目(JSZL2015208B001).

Reliability Analysis Based on Active Learning for Complex Mechanical Structure

CAO Ru-nan， SUN Zhi-li， ZHANG Yi-bo， WANG Jian

School of Mechanical Engineering & Automation， Northeastern University， Shenyang 110819， China.

Received:2019-06-21 Revised:2019-06-21 Online:2020-02-15 Published:2020-03-06
Contact: CAO Ru-nan
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摘要/Abstract

摘要： 为了提高复杂机械结构的可靠性分析效率，结合自适应学习函数VF和k-means聚类分析方法，提出一种新的主动学习方法AK-MCS-K，该方法兼顾了失效概率的估计精度和计算效率.AK-MCS-K方法实现了并行计算，即采用多台计算机在每次迭代的同时进行多个样本的模拟仿真.在评估仿真耗时、功能函数为隐式的复杂结构的可靠性时，迭代次数的减少可以有效地节省时间，提高计算效率.与其他算法相比，AK-MCS-K方法在满足精度的条件下具有更高的计算效率.最后以某一类型刚柔耦合火炮协调器简化模型为例，对火炮协调器的定位精度可靠性进行了分析.

关键词: AK-MCS方法, 学习函数VF, k-means算法, 复杂机械结构, 可靠性分析

Abstract: In order to advance the efficiency for analyzing the reliability of complex mechanical structure， a new adaptive learning method(AK-MCS-K)， which combines adaptive learning function VF with k-means clustering， is proposed. The AK-MCS-K method balances the precision of failure probability estimation and computational efficiency. It can realize parallel computation， that is， several samples can be simulated simultaneously at every iteration on a few computers. When evaluating the reliability of complex structures with time-consuming and implicit function， reducing iterations can effectively save time and improve computational efficiency. Compared with others， the AK-MCS-K method can reduce the number of iterations significantly with higher computational efficiency under the condition of satisfying the precision. Finally， the new method is used for analyzing the reliability of the motion accuracy of a simplified model of a rigid-flexible coupling artillery coordinator.

Key words: AK-MCS method, learning function VF, k-means algorithm, complex mechanical structure, reliability analysis

中图分类号:

TB114.3

曹汝男，孙志礼，张毅博，王健. 基于主动学习的复杂机械结构的可靠性分析[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(2): 223-228.

CAO Ru-nan， SUN Zhi-li， ZHANG Yi-bo， WANG Jian. Reliability Analysis Based on Active Learning for Complex Mechanical Structure[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2020, 41(2): 223-228.

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Reliability Analysis Based on Active Learning for Complex Mechanical Structure

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