国家自然科学基金(51175019)
- 作品数：13 被引量：59H指数：5
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- 一种基于鞍点近似的高效二阶可靠性分析方法
- 2018年
- 一次可靠性分析方法虽然效率高但在解决非线性状态极限函数问题时精度低,二次可靠性分析方法计算精度高但是效率较低,工程实际中很难普遍使用。为此,在分析传统二阶可靠性分析方法精度损失原因的基础上提出了一种具有较高精度且相对二阶可靠性分析方法高效的可靠性分析方法。所提方法首先用一系列的二次多项式组合近似表示极限状态函数。进而通过变换求出近似极限状态函数的累积量母函数,使用鞍点近似求得失效概率。最后用一个数值案例证明方法的有效性。
- 刘继红付超孟欣佳
- 关键词：二次多项式鞍点逼近
- 掠入射聚焦型X射线脉冲星望远镜装配误差分析与在轨验证被引量：5
- 2018年
- 针对掠入射聚焦型X射线脉冲星望远镜多源装配误差影响光学性能的问题,提出了空间X射线聚焦光学产品装配误差分析方法。综合考虑偏心、倾斜、离焦以及装配应力引起面形畸变等装配误差,基于小位移旋量理论和空间位姿变换矩阵构建产品装配误差理论分析模型。采用光矢量计算和蒙特卡洛法定量分析了装配误差对聚焦性能的影响,倾斜误差对聚焦性能影响最大,倾斜误差1’可导致焦斑RMS值增大约0.3~0.4 mm。0’、3.75’和6’视场所允许的倾斜误差极限分别为5.31’、3.14’和1.38’。偏心误差和离焦误差影响较小,视场为0~6’所允许的误差极限约为0.45~0.50 mm,离焦误差允许的变化范围为±5 mm。装配应力与自重产生的最大面形误差约为101 nm,RMS为14.17 nm,6~7’视场的面形误差对焦斑的影响最大(约9.46%)。搭建了具有多自由度调整与图像处理算法的装调系统,实现了焦斑RMS为0.78 mm的精密装配。地面装配试验与在轨遥测数据验证了装配误差理论分析与精密装配方法的有效性。该方法对空间X射线聚焦型望远镜的精密装配研究具有指导意义。
- 李连升梅志武邓楼楼吕政欣刘继红孙建波孙艳周昊左富昌
- 聚焦型X射线脉冲星望远镜Pareto多目标优化与多场耦合分析被引量：4
- 2018年
- 为提高聚焦型X射线脉冲星望远镜的探测性能,提出一种聚焦型X射线脉冲星望远镜(Focusing X-ray pulsar telescope,FoXPT)多目标优化与多场耦合分析方法。基于X射线全反射理论构建以探测灵敏度和重量最小化为目标的多目标优化模型,采用改进的Pareto法获得产品的非劣解集。基于弹性力学、热传导和热辐射理论构建了结构-热耦合方程,以遴选的优化结果构建产品三维模型和有限元模型,获得产品应力与位移分布并提取X射线反射镜面形误差,基于高次多项式函数重构结构-热耦合形变后的X射线反射镜面形,并进行拟合和误差分析。采用Monte Carlo光学追踪法对产品的聚集性能进行仿真分析与评价,实现了FoXPT多目标优化与多场耦合分析的有效集成。结果表明:当嵌套层数为17层时,重量和探测灵敏度同时获得满意解,分别为3.112 kg和6.15×10-4 phs/cm2/s/keV,光机热耦合分析最大应力为262.54 MPa,X射线聚焦效率提升至86.83%,满足实际工程设计要求。
- 李连升邓楼楼梅志武吕政欣刘继红
- 关键词：X射线脉冲星PARETO多目标优化
- 掠入射聚焦型X射线脉冲星望远镜及在轨数据分析
- 掠入射聚焦型X射线脉冲星望远镜是XPNAV-1卫星的主载荷,其首要科学探测任务是以PSR B0531+21脉冲星为观测目标,根据在轨实测数据恢复脉冲轮廓,实现基于掠入射聚焦型X射线脉冲星望远镜'看得见'PSR B0531...
- 李连升邓楼楼梅志武吕政欣陈建武石永强左富昌孙艳王春宇周昊
- 文献传递
- 集成BLISCO和iPMA的多学科可靠性设计优化被引量：2
- 2014年
- 为解决传统的基于可靠性的多学科设计优化(RBMDO)由于存在优化过程多层嵌套、多学科分析和可靠性分析反复迭代而导致的低效率问题,提出集成两级集成系统协同优化(BLISCO)策略和改进功能测度法(iPMA)的多学科可靠性设计优化方法。首先,基于序列化思想将多学科可靠性设计优化解耦,避免了每次多学科设计优化(MDO)对完整可靠性分析模型的反复调用与迭代。其次,采用高效的更适合复杂工程组织形式的BLISCO策略进行确定性多学科设计优化,摒弃了协同优化的一致性约束和两级集成系统综合法的复杂分析和近似建模问题,提高了计算效率。然后,基于角度更新策略对功能测度法(PMA)进行改进,采用更新角度替代极限状态函数值进行可靠性分析与判别,减少了多学科可靠性分析次数。最后,结合某机型起落架的缓冲器设计实例对所提方法进行验证,结果表明该方法的计算效率较其他方法分别提高了30.93%和19.97%,验证了方法的有效性,且具有工程实用价值。
- 刘成武靳晓雄刘云平刘继红
- 关键词：多学科设计优化可靠性分析缓冲器
- 基于可能性的汽车驱动桥壳设计优化被引量：3
- 2016年
- 针对汽车驱动桥壳的轻量化问题,考虑汽车驱动桥壳的设计、制造和使用过程中存在着多种不确定性,以板簧座附近的结构形状为参考建立优化目标函数;在最大垂向力、最大牵引力、最大制动力和最大侧向力的工况下,以应力—强度干涉理论为基础,建立了随机模糊混合不确定性下的可能性约束模型;基于可能性的设计优化流程,并采用ANSYS和MATLAB软件相结合的方式对驱动桥壳进行了优化分析,同时将基于可能性的优化结果与确定性和随机不确定性下的优化结果进行了对比分析。优化结果表明,考虑不确定时得到的设计方案相比于确定性优化的方案更加可靠性。
- 孟欣佳敬石开刘继红陈建江
- 关键词：轻量化驱动桥壳不确定性
- 随机与区间不确定性下基于BLISS的多学科可靠性设计优化被引量：2
- 2015年
- 为了提高多源不确定下多学科设计优化的效率,提出一种基于两级一体化策略的多学科可靠性设计优化方法。该方法采用一种单级概率可靠性设计优化与基于响应面的BLISS进行集成的策略,将传统嵌套循环的确定性多学科设计优化和多学科可靠性分析进行解耦、形成顺序执行的两个模块,减少了多学科可靠性分析次数和多学科分析调用频率,提高了多学科可靠性设计优化的效率。在多学科可靠性分析模块,采用一种序列化方法进行概率和非概率多学科可靠性分析。最后通过一个实例验证了方法的有效性。
- 刘继红付超孟欣佳
- 关键词：可靠性分析
- 基于从材料空间到几何空间映射思想的功能梯度材料建模方法被引量：4
- 2015年
- 针对一些材料组分变化比较复杂的功能梯度材料,因从几何空间到材料空间没有映射函数而需要将每一部分几何信息与其相应的材料信息成组地存储起来,造成数据冗余等问题,增加了数据存储内存空间和数据操作时间,提出从材料空间到几何空间映射的建模思想。首先定义材料空间,然后给定从材料空间到几何空间的映射函数,通过材料组分值和相应的映射函数,即可确定与给定材料组分值对应的几何空间。再利用插值算法,计算其他部分的材料信息,最终实现模型几何信息和材料信息的整体表达,提高数据表示的简洁性。通过对功能梯度材料齿轮零件建模的实例,证明了所提方法的可行性和有效性。
- 张贺敬石开周竞涛孟欣佳
- 关键词：功能梯度材料映射数据表示
- 基于Monte Carlo的聚焦型X射线脉冲星望远镜多物理场耦合分析方法被引量：4
- 2016年
- 聚焦型X射线脉冲星望远镜(XPT)是涉及光学、机械学、热学等多学科的复杂航天载荷,多物理场耦合分析对提高其在轨性能和可靠性至关重要。传统的光机热多场耦合分析(MCA)方法并不能考虑X射线能量及其反射率信息,而且存在学科间数据传递困难的问题。为此,首先基于Monte Carlo和X射线全反射理论提出了一种高效的多物理场耦合分析方法。该方法同时考虑X射线能量和反射率两大特征信息,基于有限元分析(FEA)法建立了XPT热-结构物理场耦合方程和有限元分析模型,针对不同工况进行热分析、结构分析以及热-结构物理场耦合分析。其次,采用Construction Geometry函数分别提取不同工况下光学镜头面形的形变量,并基于多项式函数对变形后的镜头面形进行拟合和误差分析。然后,基于所提方法对变形后的光学系统聚焦性能进行分析与评价,得到镜头形变对XPT光学聚焦性能的影响规律。最后,以多层嵌套的XPT为例,对不同视场角和形变的X射线光学系统聚焦性能进行了仿真分析。结果表明,在全视场时热-结构耦合形变、热形变及结构形变导致XPT聚焦性能分别下降30.01%,14.35%和7.85%,弥散斑均方根依次为2.914 3mm,2.603 8mm,2.531 1 mm。通过与试验结果对比分析,验证了所提方法的有效性,可用于XPT的可靠性设计。
- 李连升邓楼楼梅志武吕政欣刘继红左富昌
- 关键词：MONTE有限元分析法
- Wolter-I型X射线探测器灵敏度分析与增强技术
- X射线探测器的灵敏度是实现脉冲星自主导航的关键指标,考虑到脉冲星导航观测目标的流量微弱、能量低等特性,本文对Wolter-I型X射线探测器的灵敏度及其增强技术进行了讨论与分析。在深入分析聚焦型X射线探测器灵敏度方程的基础...
- 李连升邓楼楼梅志武左富昌王春宇陈建武
- 关键词：X射线探测器
- 文献传递
