设计方案评价及结构可靠性稳健设计研究

李中华

摘要：随着我国经济的发展，企业对于设计方案有着更高的要求。新的设计理念受到了研究人员的广泛关注。而对于设计方案的评价过程对于工程的实施有着非常重要的作用。机械结构的可靠性稳健设计受到了很多因素的影响。通过对于这些因素的分析对于研究机械结构的可靠性有着非常重要的意义。笔者通过对设计理念以及可靠性灵敏度的分析来研究设计方案评价和结构可靠性稳健的设计。

关键词：鞍点逼近；灵敏度；可靠性稳健设计

中图分类号TH12 文献标识码A 文章编号2095-6363（2016）06-0132-01

随着我国科技的发展，机电产品的性能和可靠性越来越受到人们的重视。机电产品的高性能的作用适应了各个领域的需求。这不断的促进了我国设计方案的发展，提高了企业在国际中的竞争力。产品的设计主要是设计方案的确认，其次是设计理论的作用。人们对于设计理论的重视使得机械结构的可靠性的新理论不断被人们所提倡。结构可靠性稳健设计主要包含了所要设计的产品的性能、可靠性等。这对于研究机械结构的可靠性稳健具有非常重要的价值。

1.灰色理论及信息公理的概述

设计方案的评价在设计的过程中有着非常重要的作用。传统的评价方法具有一定的人为性，在一定程度上影响了设计方案评价的客观性。在本文中，笔者通过对灰色理论和信息公理的概述来提高设计方案评价的客观性。这种方法使得设计方案的评价具有了一定理论依据，提高了设计方案的评价的效率。

1.1灰色理论的概述

灰色理论是由学者邓聚龙创建的并且灰色理论主要阐述了部分信息已知。在灰色理论中，通过白化权函数可以将观测对象进行分类。这些类别都具有多个特征。白化权函数主要分为灰数的白化权函数和典型的白化权函数。在设计方案评价中，灰色的白化权函数能够对模糊信息进行处理，之后再进行量化，达到模糊描述的目的。而典型的白化权函数根据目标灰数的内涵特征又可以分为上类白化权函数、中类白化权函数和下类白化权函数。

1.2信息公理的概述

信息公理通过对设计价值的定量分析来选取最好的设计方案。在信息公理中，如果实际的评价不再设计范围之内，那么设计方案将不能满足设计的要求。通过信息公理的描述，最好的设计方案的信息含量将是最小的。信息公理的引用为设计方案提供了很好的评价。决策者可以通过信息公理对于各项指标进行规范化的处理，使设计方案的评价过程更加的科学化。这在一定程度上为设计方案的评价提供了有利的依据。

2.基于鞍点逼近的可靠性灵敏度分析

结构的可靠性稳健的设计已经深入到结构设计的各个阶段。结构的不确定性因素往往影响着结构的可靠性稳健设计的分析。因此，可靠性灵敏度设计在实际的可靠性分析中显得尤为重要。目前，结构可靠性灵敏度设计有着非常快速的发展。国内外的大量学者都提出了关于结构的可靠性灵敏度设计的分析方法。而将鞍点逼近理论引入到可靠性灵敏度的分析中有着非常重要的意义。这种方法提高了设计的准确度，使得结构的可靠性稳健设计更加的精确。

2.1鞍点逼近理论

鞍点逼近理论通过矩生产函数、线性极限状态函数的利用，获得了密度函数的近似值。在早期的复变函数中也应用到了鞍点逼近理论。目前，由于设计方案中的数据的缺少，鞍点逼近理论主要被应用与小样本情况中，提高了计算的效率，改善了结构的可靠性和灵敏度。鞍点逼近理论提高了设计数据的准确率和效率，提高了结构可靠性稳健设计的精确度。

2.2鞍点逼近的可靠性灵敏度分析

研究人员通过对鞍点逼近理论和可靠性设计理论的有效结合，提出了基于鞍点逼近的可靠性灵敏度分析的方法。首先，可靠性灵敏度的分析方法对于结构的可靠性设计和可靠度的校验具有一定的作用。其次，对于结构的可靠度，可靠性灵敏度的分析方法不仅能够满足人们对于数据的精准的要求，还能够提高数据的计算效率。在计算过程中，如果可靠性灵敏度的数值较大则会更加的精确，如果数值过小，则会提高数据的计算效率。

3.基于灵敏度附加目标函数可靠性稳健优化设计

3.1基于随机摄动法的优化设计思想

在对结构可靠性稳健的设计过程中，设计人员能够通过设计参数来得到结构的可靠度。设计人员通过随机摄动法能够减少设计过程中的计算的工作量，提高了设计人员的工作效率。这种方法提高了结构可靠性稳健设计的正确性，使得结构更加的稳定和安全。

3.2基于灵敏度附加项的可靠性稳健优化设计模型

结构可靠性稳健设计方法是将可靠性设计和稳健设计相结合的一种设计方法。基于灵敏度附加项的可靠性稳健设计理论是通过对结构的稳健设计来优化结构的设计方案。这种方法在一定程度上使得结构可靠性稳健设计理论有了一定的发展，扩展了结构可靠性稳健设计理论的使用范围。

4.载车台结构的可靠性灵敏度分析

4.1新型立体车库载车台设计

对于新型立体车库载车台而言，研究人员在设计的过程中必须考虑到加工和存取车等的因素。因此，研究人员通过采用各种技术设计出了旋转式立体车库，提高了结构的可靠性和可靠度。这种设计的成本较低，占地面积少，节约了大量的土地资源。另外，旋转式立体车库的结构比较的新颖，能够有效的增加停车位，提高了车位的利用率。因此，这种旋转式立体车库比较适合应用于停车较多的区域，包括商场、旅游地区等。

4.2载车台的可靠性灵敏度分析

载车台的可靠性灵敏度更加的准确，减少了设计过程中的计算量，提高了设计的效率。由于载车台的可靠性灵敏度分析方法对于随机变量没有更多的要求，因此，载车台的可靠性灵敏度的设计更加的符合实际情况，使得设计结果更加的科学化。载车台的可靠性灵敏度的分析方法也适合于其他机械结构的可靠性稳健设计。因此，载车台的可靠性灵敏度的分析方法具有一定的参考价值。

5.结论

综上所述，随着我国社会的发展，各个领域都有着日新月异的提高。我国企业对于设计方案评价及结构可靠性稳健设计有着更高的要求。目前，设计人员将灰色理论和信息公理引入到了设计方案评价和结构可靠性稳健设计中，并且通过将鞍点逼近理论与可靠性灵敏度有效的结合，提高了结构可靠性稳健优化的设计。通过对载车台结构的实例分析，研究人员发现这些方法的引入使得设计人员能够选择出更好的优化方案，促进了结构的可靠性稳健的设计，提高了我国机械结构的设计的发展。