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基于Kriging模型的瞬变工况下深沟球轴承结构优化设计
1
作者 张泽琳 龙浩然 +2 位作者 王蕾 曹建华 夏绪辉 《机电工程》 北大核心 2026年第1期45-55,共11页
在瞬变工况下(如急加速),深沟球轴承会因惯性载荷增大和应力分布不均匀导致应力升高。针对这一问题,以深沟球轴承6208为研究对象,提出了一种融合瞬态动力学仿真、最佳填充空间试验设计(OPSD)、Kriging模型与多目标遗传算法(MOGA)的结构... 在瞬变工况下(如急加速),深沟球轴承会因惯性载荷增大和应力分布不均匀导致应力升高。针对这一问题,以深沟球轴承6208为研究对象,提出了一种融合瞬态动力学仿真、最佳填充空间试验设计(OPSD)、Kriging模型与多目标遗传算法(MOGA)的结构优化设计方法。首先,基于瞬态动力学分析建立了深沟球轴承多体动力学模型,通过节点动态等效应力分析揭示了钢球与内外圈接触区域的应力周期性波动规律,并设置了三种瞬变梯度工况,研究了加速度幅值对应力分布的影响,发现了最大应力随加速度增大而显著升高;然后,综合考虑了深沟球轴承在瞬变工况下各结构参数对应力的影响,选取了内、外圈沟道曲率半径系数和钢球直径作为设计变量,以深沟球轴承在瞬变工况下的最大等效应力和最大接触应力作为目标函数,结合最佳填充空间设计方法(OPSD),建立了设计变量与目标函数之间的Kriging响应面模型;最后,使用多目标遗传算法(MOGA)对深沟球轴承的设计参数进行了优化求解,得到了最优的设计参数组合,并对优化结果的可靠性进行了实验验证。研究结果表明:优化后的深沟球轴承最大等效应力从408.52 MPa降低至382.74 MPa,减少了6.31%;最大接触应力从451.61 MPa降低至415.05 MPa,减少了8.10%。该研究结果可为深沟球轴承的结构优化设计提供一种思路。 展开更多
关键词 滚动轴承 试验设计方法 kriging模型 瞬态动力学 最佳填充空间试验设计 多目标遗传算法 节点动态等效应力分析 多目标优化
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基于Kriging代理模型的新型箱梁气动外形优化
2
作者 白桦 叶茂 +1 位作者 杨光 高广中 《振动与冲击》 北大核心 2025年第10期58-65,139,共9页
为解决传统的桥梁断面气动措施优化方法优化效率低下且搜索范围有限等缺点,提出了一种由风洞试验驱动,将Kriging代理模型和多点搜索策略相结合的主梁断面气动外形优化方法,对2000 m级悬索桥新型箱梁断面在倒L型导流板的水平板宽度L、下... 为解决传统的桥梁断面气动措施优化方法优化效率低下且搜索范围有限等缺点,提出了一种由风洞试验驱动,将Kriging代理模型和多点搜索策略相结合的主梁断面气动外形优化方法,对2000 m级悬索桥新型箱梁断面在倒L型导流板的水平板宽度L、下中央稳定板高度H和检修车轨道位置J构成的多参数设计空间内的气动外形进行优化。首先使用改进拉丁超立方试验设计方法获取设计空间内的初始样本点,通过风洞试验获得初始样本的颤振临界风速;然后建立设计参数和颤振临界风速的初始Kriging代理模型;接着使用新提出的并行加点准则添加更新点更新代理模型。最终优化获得了颤振性能最佳断面匹配的设计参数,通过风洞试验验证了优化结果的正确性。结果表明:Kriging代理模型结合多点搜索策略对桥梁断面气动外形进行优化,显著提高了优化效率;最优断面的颤振临界风速比原断面提高了51%,比单独设置倒L型导流板时提高了13%;倒L型导流板的水平板宽度L对颤振性能影响程度最为显著。 展开更多
关键词 桥梁工程 气动外形优化 kriging代理模型 风洞试验 箱梁 颤振性能
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基于PSO-Kriging模型的尾矿库三维稳定性分析
3
作者 黄德镛 黄日胜 +2 位作者 史凯东 吕世玮 陈治宇 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第3期474-483,共10页
尾矿库是矿业活动中不可或缺的组成部分,同时也带来了显著的环境和安全风险。在尾矿累积过程中,物理沉淀、水动力作用和化学反应等多重因素导致尾矿的物理特性呈现出明显的空间差异性和分布不均匀性。现有的研究方法大多忽略了尾矿材料... 尾矿库是矿业活动中不可或缺的组成部分,同时也带来了显著的环境和安全风险。在尾矿累积过程中,物理沉淀、水动力作用和化学反应等多重因素导致尾矿的物理特性呈现出明显的空间差异性和分布不均匀性。现有的研究方法大多忽略了尾矿材料的不均一性和复杂性。而研究这些特性需进行大量的物理试验,虽然这些试验可以重复,但存在着系统误差且成本高昂,因此可以构建一个近似模型进行机械学习预测。以Kriging理论为基础,通过对多种寻优算法进行适应度对比以选出最佳的寻优算法,构建出高效的改进Kriging模型,为了验证PSO-Kriging模型的性能,采用估值分析与误差分析的方式对本模型插值效果进行综合评价,结果显示新模型提高了预测精度和变化趋势。在此基础上得到一组符合尾矿库实际情况的插值点特征力学参数。从空间变异性出发对尾矿库稳定性进行分析。基于一般沉积性数值模型,将插值点坐标与数值模型中网格模型中坐标相对应,通过Fish函数,将插值点力学参数即天然重度、黏聚力与内摩擦角的数据导入网格模型中。替换原网格点的力学参数,构建出考虑空间变异性的尾矿库三维数值模型,并对该模型进行分析,结果表明由于空间差异信息增加,计算结果更能反映实际状况。 展开更多
关键词 尾矿库 稳定性分析 kriging插值 PSO优化算法 三维数值模拟
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基于Kriging模型和阈值因子的起重机主梁可靠性优化解耦方法
4
作者 范小宁 贺嘉伟 肖辉 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第1期94-99,共6页
针对目前基于双循环起重机结构可靠性优化的复杂性和耗时性,本文利用阈值因子能够使最可能失效点(MPP)快速向满足可靠性约束的极限状态面靠拢,将Kriging代理模型和阈值因子解耦法相结合,建立了基于Kriging代理模型和阈值因子的起重机主... 针对目前基于双循环起重机结构可靠性优化的复杂性和耗时性,本文利用阈值因子能够使最可能失效点(MPP)快速向满足可靠性约束的极限状态面靠拢,将Kriging代理模型和阈值因子解耦法相结合,建立了基于Kriging代理模型和阈值因子的起重机主梁可靠性优化解耦方法。以主梁的横截面积作为目标,主梁强度、水平静刚度、垂直静刚度和垂直动刚度作为可靠性约束条件,完成了起重机主梁的可靠性优化。通过实例验证该方法优化后的起重机主梁在满足结构强度、刚度可靠性要求的同时,主梁横截面积减少约23.4%。该方法能够保持良好的准确性,说明了该方法的可行性和有效性。研究结果可为后续起重机结构可靠性优化设计提供了一个新的解决方法。 展开更多
关键词 起重机金属结构 kriging代理模型 阈值因子 解耦 可靠性优化
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基于动态Kriging代理模型的起重机结构可靠性分析方法
5
作者 范小宁 吕召国 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第2期264-269,共6页
针对桥式起重机结构可靠性分析计算中多维小失效概率及隐式功能函数,依靠传统可靠度计算方法难以解决问题,提出采用动态Kriging代理模型结合重要抽样法(ISM)的可靠度计算方法。首先通过2个学习函数构建隐式功能函数的动态Kriging代理模... 针对桥式起重机结构可靠性分析计算中多维小失效概率及隐式功能函数,依靠传统可靠度计算方法难以解决问题,提出采用动态Kriging代理模型结合重要抽样法(ISM)的可靠度计算方法。首先通过2个学习函数构建隐式功能函数的动态Kriging代理模型;再利用改进一次二阶矩法(FORM)结合Kriging代理模型求出最可能失效点,并以此为中心点构造重要抽样密度函数;最后基于所建立的代理模型通过ISM完成可靠度计算。通过引入与学习函数相结合的新增停止准则,降低有限元调用次数。通过工程案例验证,所提方法可以较好地平衡模型精度、结果误差与计算成本。 展开更多
关键词 起重机结构 动态kriging代理模型 学习函数 重要抽样法 结构可靠性
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基于增量Kriging模型辅助的双指标采样昂贵高维优化算法
6
作者 李二超 唐静 《南京师范大学学报(工程技术版)》 2025年第2期1-13,共13页
针对昂贵的高维多目标优化问题,性能指标选择机制在评估候选解的收敛性与多样性方面发挥了关键作用.然而,由于实际函数求值受限,这些机制在应对昂贵问题时面临挑战.同时,依赖单一指标可能引入偏差,使得平衡种群的收敛性与多样性变得困难... 针对昂贵的高维多目标优化问题,性能指标选择机制在评估候选解的收敛性与多样性方面发挥了关键作用.然而,由于实际函数求值受限,这些机制在应对昂贵问题时面临挑战.同时,依赖单一指标可能引入偏差,使得平衡种群的收敛性与多样性变得困难.为了解决这些问题,本文提出了一种基于增量Kriging模型辅助的双指标采样昂贵高维优化算法.首先,通过引入增量Kriging模型来近似计算昂贵的目标函数,有效降低了计算成本与时间成本.其次,采用一种基于最值双指标选择的随机排序选择机制作为一种有效的模型管理策略,该策略采用I_(ε+)(x,y)和I_(SDE)(x,y)指标同时评估候选解的质量,进一步提高了搜索效率,最终实现了收敛性与多样性的平衡.为验证算法的有效性,在DTLZ和WFG多目标优化测试问题以及实际工程优化问题上进行了测试,并将其与近年来提出的5种优秀的同类型算法进行了结果对比.实验结果表明,本文提出的算法在求解昂贵高维多目标优化问题上具有显著的有效性. 展开更多
关键词 昂贵高维多目标优化 代理辅助进化算法 增量kriging模型 模型管理 性能指标 填充准则
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基于Kriging模型的高速地效翼型升阻特性优化 被引量：1
7
作者 王晨鹭 孙建红 +2 位作者 孙智 陶洋 刘浩 《航空动力学报》 北大核心 2025年第9期138-148,共11页
为了提高高速地效飞行器的气动性能,采用基于Kriging模型的全局气动优化方法,以升阻比为优化目标,在Ma=0.2,0.3,0.5和0.8工况下对地效飞行器的翼型进行优化研究。结果表明:地效优化翼型气动性能的改善主要来自两方面。一方面是地面效应... 为了提高高速地效飞行器的气动性能,采用基于Kriging模型的全局气动优化方法,以升阻比为优化目标,在Ma=0.2,0.3,0.5和0.8工况下对地效飞行器的翼型进行优化研究。结果表明:地效优化翼型气动性能的改善主要来自两方面。一方面是地面效应带来的改善,当Ma≤0.5时,地效翼型升阻比的提升主要是源于阻力的减小,当Ma=0.8时,地效翼型升阻比的提升主要由于升力的增大。地面效应使得翼型的升阻比相较于非地效翼型分别提高31.6%、55.0%、101%和31.1%。另一方面是几何外形优化带来的改善,随着来流马赫数的增大,优化后的翼型前缘半径减小,最大弯度位置后移,翼型的厚度减小,优化翼型的升阻比相较于原NACA4512翼型分别提升了12.8%、13.03%、7.45%、38.3%。对优化翼型的气动性能分析可知,翼型的升阻比随离地高度的减小而增大,随迎角的增大先增大后减小。但在高亚声速低迎角工况下,翼型离地面的距离过小,会使得翼型的下表面形成激波,升阻比减小。 展开更多
关键词 高速地效飞行器 翼型 气动优化设计 kriging模型 升阻特性
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Kriging模型在滚动轴承剩余使用寿命预测中的应用 被引量：1
8
作者 刘吉文 秦东晨 +1 位作者 袁峰 陈江义 《轴承》 北大核心 2025年第3期104-110,共7页
针对常用优化算法对滚动轴承剩余使用寿命(RUL)预测模型进行超参数优化时易陷入局部最优的问题,提出了一种基于Kriging代理模型和长短期记忆网络(LSTM)的滚动轴承剩余使用寿命预测模型。首先,改进小波阈值函数对轴承原始振动信号进行降... 针对常用优化算法对滚动轴承剩余使用寿命(RUL)预测模型进行超参数优化时易陷入局部最优的问题,提出了一种基于Kriging代理模型和长短期记忆网络(LSTM)的滚动轴承剩余使用寿命预测模型。首先,改进小波阈值函数对轴承原始振动信号进行降噪处理;其次,通过自适应融合方法构建轴承健康指标(HI)曲线并作为预测模型的输入;然后,搭建Kriging代理模型,以寿命预测结果的均方根误差(RMSE)值为优化目标,LSTM模型隐藏层单元数和Dropout层丢弃率为优化变量对LSTM模型寻优得到最优参数组合;最后,用超参数优化后的LSTM模型进行滚动轴承的RUL预测。基于西安交通大学轴承数据集,与传统LSTM、反向传播(BP)神经网络和多层感知机(MLP)的预测结果进行了对比,结果表明所提模型的预测曲线能更好地贴近轴承真实退化趋势,预测结果更加接近轴承真实寿命,验证了该模型的有效性。 展开更多
关键词 滚动轴承 剩余使用寿命 寿命预测 长短期记忆网络 kriging代理模型
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基于Kriging代理模型的车轮多边形识别方法研究 被引量：1
9
作者 戴成昊 许文天 +3 位作者 彭佳宁 崔利通 梁树林 池茂儒 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第6期205-213,共9页
针对目前车轮多边形动态检测方法存在无法定量识别多边形、准确率低等不足,提出一种基于Kriging代理模型的车轮多边形识别方法,该方法利用轴箱垂向振动加速度与车轮粗糙度级之间的关系,通过逆向求解计算车轮粗糙度级,进而定量判断车轮... 针对目前车轮多边形动态检测方法存在无法定量识别多边形、准确率低等不足,提出一种基于Kriging代理模型的车轮多边形识别方法,该方法利用轴箱垂向振动加速度与车轮粗糙度级之间的关系,通过逆向求解计算车轮粗糙度级,进而定量判断车轮多边形磨耗情况。首先建立考虑柔性车轮的车辆动力学模型,在不同车速下以不同多边形阶次、粗糙度级的车轮多边形为激励做了大量仿真;通过Kriging代理模型构造了不同阶次下轴箱垂向振动加速度振动级关于车速、车轮粗糙度级的响应曲面;将实测轴箱加速度振动级和车速作为输入,代入KSM(Kriging Surrogate Model)响应曲面得到预测的车轮粗糙度级,并根据ISO 3095:2013标准判断车轮多边形磨耗严重程度。研究结果表明,在较为严重的多边形阶次下,预测的车轮粗糙度级与实际值基本一致,最小绝对误差可达0.14 dB/μm,最大绝对误差不超过1.50 dB/μm。此外,研究车轮多边形特征规律时发现:振动级与车轮粗糙度级是近似线性的关系,表明振动级作为研究车轮多边形的指标能够很好地反映轴箱加速度和车轮粗糙度级之间的关系;振动级随阶次和车速的变化规律呈现复杂的非线性关系,表明在制定车轮多边形限值时应考虑车速与阶次的影响。文中提出一种能够定量识别车轮多边形的方法,该方法在车轮多边形故障诊断应用中具有一定的理论意义和工程价值。 展开更多
关键词 铁道车辆 车轮多边形 kriging代理模型 轴箱振动 车轮粗糙度级 识别方法
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基于移动Kriging插值无网格法的多层纳米板振动特性研究 被引量：2
10
作者 侯东昌 张吉成 王立峰 《振动工程学报》 北大核心 2025年第3期623-630,共8页
采用基于移动Kriging插值的无网格法研究了多层纳米板的动力学行为。建立了考虑层内拉伸、层间剪切和单层弯曲的多层二硫化钼动力学模型。通过与分子动力学模拟的结果比较表明,建立的多层纳米板模型能够很好地预测多层二硫化钼的振动行... 采用基于移动Kriging插值的无网格法研究了多层纳米板的动力学行为。建立了考虑层内拉伸、层间剪切和单层弯曲的多层二硫化钼动力学模型。通过与分子动力学模拟的结果比较表明,建立的多层纳米板模型能够很好地预测多层二硫化钼的振动行为。多层二维结构层间剪切和滑移导致其违背了经典板理论的预测,主要归因于二维结构之间的层间剪切影响了其整体动力学行为。分析了层数和尺寸对振动频率的影响,研究了层内拉伸刚度、层间剪切模量和单层弯曲刚度对振动频率的影响。 展开更多
关键词 多层纳米板 层间剪切 移动kriging插值 无网格法 多层二硫化钼
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基于Kriging-MIGA算法的离心泵叶片三元反问题优化 被引量：1
11
作者 王世成 杨军虎 +2 位作者 薛旺 王鸣帅 宋丹玉 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第2期132-138,共7页
针对离心泵叶轮叶片三元反问题载荷优化,提出一种优化方法.选取某一中比转数离心泵为原型泵,在不改变其轴面流道形状、叶片厚度分布等条件的基础上,利用三元反问题设计方法设计了前盖板前加载、后盖板后加载的叶轮叶片.采用拉丁超立方... 针对离心泵叶轮叶片三元反问题载荷优化,提出一种优化方法.选取某一中比转数离心泵为原型泵,在不改变其轴面流道形状、叶片厚度分布等条件的基础上,利用三元反问题设计方法设计了前盖板前加载、后盖板后加载的叶轮叶片.采用拉丁超立方抽样的方法,建立了80个离心泵叶轮模型样本空间,通过Fluent软件数值模拟得到离心泵性能.以叶片载荷参数为优化对象,离心泵设计工况点水力效率为优化目标,利用Kriging代理模型建立了叶片载荷参数与水力效率的关系.在扬程满足设计要求的条件下,使用MIGA算法得到水力效率最高的离心泵载荷参数.结果表明:在载荷曲线中,对水力效率影响程度较大的参数为后盖板直线段与抛物线的两交点ND_(h)和NC h,以及前盖板直线段与抛物线交点NC_(s);影响较小的参数为后盖板前缘载荷LE_(h)和前盖板直线与抛物线交点ND_(s);在设计工况点,优化泵的水力效率提升了1.35%且高效区较宽;叶片表面最低压力升高了38.41%,空化性能得到了提升;另外,功率减小了2.46%,扬程稍有提升.研究结果可对离心泵叶轮叶片的高效设计提供一定的参考. 展开更多
关键词 离心泵 叶片优化 三元反问题设计 kriging模型 MIGA算法
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基于Bayesian期望改进控制和Kriging模型的并行代理优化方法 被引量：1
12
作者 杜晨 林成龙 +1 位作者 马义中 石雨葳 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第4期1190-1204,共15页
针对经典期望改进策略因过于贪婪而易于陷入局部最优,以及Kriging模型十分适用于并行优化的特点,提出了基于Kriging模型和Bayesian期望改进控制的并行代理优化方法。实现过程中,Kriging模型在小样本条件下,建立输入与输出见的近似函数... 针对经典期望改进策略因过于贪婪而易于陷入局部最优,以及Kriging模型十分适用于并行优化的特点,提出了基于Kriging模型和Bayesian期望改进控制的并行代理优化方法。实现过程中,Kriging模型在小样本条件下,建立输入与输出见的近似函数关系。所提出的Bayesian期望改进控制策略充分利用Kriging模型对未试验点预测不确定性的度量能力,首先利用经典期望改进策略选取第一个试验点,并将其作为控制参考点;然后,借助所构造的控制函数更新贝叶斯期望改进控制策略,并将新增加试验点作为下个试验点选取的控制参考点。所提策略可以在提升全局探索能力的同时,使新试验点具有良好的空间分布特性。此外,借助控制函数调整方法,构建了两种拓展的Bayesian期望改进控制策略。数值算例及仿真案例结果表明:相比单点填充,Bayesian期望改进控制策略更高效;所提并行代理优化方法在同等精度条件下具有更好的稳健性及更快的收敛速度。 展开更多
关键词 期望改进策略 Bayesian期望改进控制 控制函数 kriging模型 并行代理优化方法
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基于Kriging模型的贮箱结构裂纹扩展快速分析 被引量：2
13
作者 范浩然 王烬余 +3 位作者 王祥硕 张文丰 刘涛 王冲 《上海航天(中英文)》 2025年第2期135-143,共9页
针对运载火箭贮箱焊接结构的疲劳裂纹扩展问题,提出了基于Kriging模型实现结构裂纹扩展寿命的快速预测方法。在贮箱有限元建模基础上,应用ABAQUS与FRANC3D联合仿真方法,研究初始裂纹在不同区域、应力比和倾斜角下的裂纹扩展规律。结果表... 针对运载火箭贮箱焊接结构的疲劳裂纹扩展问题,提出了基于Kriging模型实现结构裂纹扩展寿命的快速预测方法。在贮箱有限元建模基础上,应用ABAQUS与FRANC3D联合仿真方法,研究初始裂纹在不同区域、应力比和倾斜角下的裂纹扩展规律。结果表明:焊缝区疲劳裂纹扩展寿命低于热影响区与母材区,纵向焊缝区裂纹扩展寿命低于环向焊缝区;纵向焊缝区裂纹扩展寿命随着应力比增大而延长,在初始倾斜角为0°时疲劳寿命最长。以纵向焊缝区初始裂纹位置、倾斜角、应力比等参数作为输入,以疲劳裂纹扩展寿命作为输出,建立高精度Kriging模型,实现贮箱焊接结构裂纹扩展寿命的快速预测。结果表明:与扩展有限元方法相比,该方法在保证计算误差较低的前提下缩短寿命预测时间10倍以上。 展开更多
关键词 贮箱焊接结构 疲劳裂纹扩展 ABAQUS与FRANC3D联合仿真 kriging模型 寿命快速预测
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基于自适应Kriging模型的发动机功能毁伤概率计算与全局重要性测度
14
作者 郭庆 张帆 +2 位作者 张明媚 翟红波 刘永寿 《火炸药学报》 北大核心 2025年第6期546-554,共9页
针对杀爆战斗部打击典型目标毁伤概率计算及影响参量重要性评价需求,提出了一种基于自适应Kriging模型的目标功能毁伤概率计算与全局重要性测度分析方法;以车辆发动机为典型目标、破片为典型毁伤元,将功能毁伤失效准则与发动机毁伤树结... 针对杀爆战斗部打击典型目标毁伤概率计算及影响参量重要性评价需求,提出了一种基于自适应Kriging模型的目标功能毁伤概率计算与全局重要性测度分析方法;以车辆发动机为典型目标、破片为典型毁伤元,将功能毁伤失效准则与发动机毁伤树结合,建立了功能毁伤概率计算模型;提出了基于自适应Kriging模型的毁伤概率和变量全局重要性测度指标的计算方法,利用典型破片打击车辆发动机算例对所提方法进行了验证。结果表明,所提方法可以高精度、高效率求解功能毁伤概率和全局重要性测度指标,计算结果相对误差在6%以内,仿真计算次数由上万次减少至三百多次;随着破片直径由6 mm增大至12 mm,发动机功能毁伤概率由0.1049增大至0.2864;随着破片初速由800 m/s增大至1400 m/s,发动机功能毁伤概率由0.1272增大至0.2653;随着破片入射角度的变化,发动机功能毁伤概率的变化主要受部件分布以及部件受破片毁伤难易程度决定。 展开更多
关键词 爆炸力学 破片 发动机 毁伤概率 kriging模型 全局重要性测度 杀爆战斗部
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基于优化Dual-kriging的双互感等值电压模型的地下位移测量方法
15
作者 杨嘉诚 申屠南瑛 +2 位作者 李青 张迪 王丰 《计算机应用与软件》 北大核心 2025年第11期52-62,113,共12页
设计一款基于双互感等值电压法的地下位移三维测量传感器。由于双互感电压测量模型在解算空间位置时因插值精度低和位置解算方法复杂,导致测量精度低的问题,因此采用基于量子鸽群算法改进后的Dual-Kriging插值方法以提高原先的插值精度... 设计一款基于双互感等值电压法的地下位移三维测量传感器。由于双互感电压测量模型在解算空间位置时因插值精度低和位置解算方法复杂,导致测量精度低的问题,因此采用基于量子鸽群算法改进后的Dual-Kriging插值方法以提高原先的插值精度。实验结果表明,该方法避免了Kriging插值计算复杂的问题,提升了计算速度,同时,整体的精度均有明显的提高,将其拟合误差与实际值缩小至最多3个ADC12分辨率。在滑坡模拟实验平台进行的滑坡实验表明,此传感器能有效反映地下土壤的位移,对边坡的位移监测有重要应用价值。 展开更多
关键词 kriging插值 地下位移 双互感电压 鸽群算法
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基于2阶自适应Kriging的不确定可靠性优化模型及算法研究
16
作者 钟维宇 蔡敢为 +1 位作者 柳林燕 付鑫 《机械设计》 北大核心 2025年第6期189-198,共10页
针对复杂系统的设计阶段存在内部子系统功能关系耦合强度不稳定、连接非线性化、不确定因素的问题,提出了基于2阶自适应Kriging的不确定可靠性优化模型及算法。首先,进行复杂系统总体功能分析、认知集合构建及可信度分配,结合复杂系统... 针对复杂系统的设计阶段存在内部子系统功能关系耦合强度不稳定、连接非线性化、不确定因素的问题,提出了基于2阶自适应Kriging的不确定可靠性优化模型及算法。首先,进行复杂系统总体功能分析、认知集合构建及可信度分配,结合复杂系统子系统间的功能不确定性,求解子系统样本点及功能子集;其次,根据1阶及2阶自适应Kriging模型,对功能子集在失效域内进行迭代,趋向目标区域;最后,采用功能度量法对功能组合进行可靠性优选。通过算例分析,验证了算法模型的有效性。 展开更多
关键词 kriging模型 认知不确定 功能分析法 可信度分配 可靠性优化 举高消防车
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基于优化Kriging代理模型的钢筋混凝土拱桥地震时变易损性分析方法研究
17
作者 韩洪举 张基进 +2 位作者 田仲初 刘小飞 刘建军 《桥梁建设》 北大核心 2025年第5期74-81,共8页
为研究钢筋混凝土拱桥在长期服役状态下抗震性能的退化规律,提出一种基于优化Kriging代理模型的钢筋混凝土拱桥地震时变易损性分析方法。该方法通过建立钢筋混凝土结构的性能退化模型,采用混合抽样方法生成Kriging代理模型样本点,构建... 为研究钢筋混凝土拱桥在长期服役状态下抗震性能的退化规律,提出一种基于优化Kriging代理模型的钢筋混凝土拱桥地震时变易损性分析方法。该方法通过建立钢筋混凝土结构的性能退化模型,采用混合抽样方法生成Kriging代理模型样本点,构建基于优化Kriging的钢筋混凝土拱桥地震时变易损性分析代理模型。以贵州沿河沙坨大桥为背景,基于优化Kriging代理模型计算考虑钢筋锈蚀的不同服役年限和地震强度下的拱桥结构时变易损性曲线并进行分析。结果表明:相较于传统有限元模型和蒙特卡洛法(FEM-MCS),所提方法计算效率更高;随着服役年限的增加,钢筋锈蚀率增大,桥梁在不同地震峰值加速度下的损伤超越概率也随之增加,抗震设计时应充分考虑服役年限内钢筋锈蚀的影响;地震作用下拱上立柱发生损伤的概率相较于拱上T梁和拱圈更高,实际工程中应针对不同结构构件的抗震性能进行针对性的抗震设计。 展开更多
关键词 钢筋混凝土拱桥 抗震性能 钢筋锈蚀 kriging代理模型 地震时变易损性分析
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基于Kriging代理模型的行星减速器结构可靠性分析
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作者 徐航 桂伟 +4 位作者 崔江红 李优华 何元春 谢桂平 吴耀庭 《机床与液压》 北大核心 2025年第6期1-8,共8页
随着机器人传动精度需求的提升,对其重要组成零件之一的行星减速器提出了更高的可靠性要求。受多种失效模式的影响,分析行星减速器可靠性时所构建的性能函数极为复杂,且计算所需样本数据获取困难。针对这些问题,基于应力-强度干涉理论... 随着机器人传动精度需求的提升,对其重要组成零件之一的行星减速器提出了更高的可靠性要求。受多种失效模式的影响,分析行星减速器可靠性时所构建的性能函数极为复杂,且计算所需样本数据获取困难。针对这些问题,基于应力-强度干涉理论构建可靠度分析的功能函数,考虑模型的非线性问题,采用Kriging代理模型技术与Monte Carlo模拟法结合的可靠度主动学习算法,得到行星减速器的一般性可靠性分析方法。该方法利用学习函数进行样本点的更新,使得可靠度分析模型的拟合精度得到提升。利用有限元瞬态动力学仿真得到实际应力值,通过MATLAB进行函数求解,得到行星减速器的可靠度值以及各变量的灵敏度值,降低了样本点的迭代次数,提高了计算效率。对样机进行加速寿命试验,得到失效数据,仿真计算与试验偏差为7.1%,验证了模拟仿真方法的准确性,为进一步可靠性优化设计奠定基础。 展开更多
关键词 行星减速器 kriging代理模型 Monte Carlo模拟方法 加速寿命试验
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基于主动学习Kriging的航空发动机机构可靠性分析方法
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作者 智鹏鹏 刘瀚儒 +2 位作者 官毅 汪忠来 张均富 《航空制造技术》 北大核心 2025年第20期14-26,共13页
针对复杂航空机构可靠性分析过程中建模难度大、精度差、计算效率低等问题,提出一种数据增强拉丁超立方抽样(Data augmentation Latin hypercube sampling,DALHS)、自适应分区拒绝权重采样(Adaptive partitioned threshold rejection sa... 针对复杂航空机构可靠性分析过程中建模难度大、精度差、计算效率低等问题,提出一种数据增强拉丁超立方抽样(Data augmentation Latin hypercube sampling,DALHS)、自适应分区拒绝权重采样(Adaptive partitioned threshold rejection sampling,APTRS)和主动学习Kriging相结合的机构可靠性分析方法。首先,利用数据增强技术改进拉丁超立方抽样,获取初始样本点,提高初始样本点的多样性和代表性;其次,采用自适应分区策略划分设计空间,并在子空间内执行拒绝权重采样,提升样本局部和全局搜索能力;再次,提出主动学习NU(Normalize U)函数筛选高质量样本,结合准随机分形算法(Quasi-random fractal algorithm,QRFA)动态优化Kriging模型,构建DALHS-APTRS-Kriging模型;最后,利用变异系数收敛准则,实现航空机构可靠度的高效计算。结果表明,通航活塞发动机机构的可靠度为0.987,模型调用次数仅为72,相比传统方法,计算误差仅为5.7%,说明所提方法不仅能在少量样本下获得高质量的Kriging模型,而且在兼具局部和全局搜索下提升了可靠度计算的效率和精度。 展开更多
关键词 机构可靠性 kriging模型 主动学习策略 通航活塞发动机 数据增强拉丁超立方抽样
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Kriging水声代理模型改进及误差分析
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作者 江康康 林巨 王欢 《应用声学》 北大核心 2025年第4期1051-1065,共15页
在实际海洋环境中,受海流、内波等海洋动力过程影响,海洋环境参数存在广泛的空间不均匀性。然而,以往在使用Kriging法构建水声传播模型的代理模型时并未考虑该问题,导致研究中存在未考虑输入环境参数的空间不均匀性、未充分分析代理模... 在实际海洋环境中,受海流、内波等海洋动力过程影响,海洋环境参数存在广泛的空间不均匀性。然而,以往在使用Kriging法构建水声传播模型的代理模型时并未考虑该问题,导致研究中存在未考虑输入环境参数的空间不均匀性、未充分分析代理模型计算误差等问题。因此,该文提出一种改进的Kriging水声代理模型,通过使用等效椭圆套合法优化模型构建方式,考虑输入环境参数的空间不均匀性,提高了水声代理模型的精度。仿真结果表明:相比于改进前Kriging水声代理模型,所提方法将代理模型与原模型计算结果的相关系数由0.89提升至0.93,平均绝对误差由1.87 dB降低至1.42 dB。最后,为了验证改进后代理模型处理水声问题时的可靠性,计算了代理模型计算误差随训练集数据量、声源频率和目标区域面积等参数的变化情况,并且分析了海洋环境扰动对代理模型计算误差造成的影响。 展开更多
关键词 kriging水声代理模型 空间不均匀性 等效椭圆套合法
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