Kriging与Breitung融合的可靠性分析方法

陈振中; 黄冬宇; 田娇; 李晓科

doi:10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0273

东华大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (06) : 86 -93. DOI: 10.19886/j.cnki.dhdz.2023.0273

Kriging与Breitung融合的可靠性分析方法

陈振中, 黄冬宇, 田娇, 李晓科

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摘要

针对一阶可靠性方法在处理非线性极限状态函数时精度不足，以及Breitung方法在随机变量维度较高时计算效率低的问题，提出融合Kriging模型与Breitung方法的可靠性分析策略。采用一阶可靠性方法求解极限状态函数的最大可能失效点，并基于迭代过程中产生的样本点训练Kriging模型。通过Breitung方法计算Kriging模型在最大可能失效点各方向上的曲率，并据此构建近似抛物面。为避免Breitung方法概率公式中的奇异解问题，引入鞍点近似来计算近似抛物面的失效概率。通过3个数值算例和一个复合材料压力容器的工程实例对比一阶可靠性方法、Breitung方法以及融合Kriging与Breitung的可靠性分析方法的效率与精度。结果显示，融合Kriging与Breitung的可靠性分析方法不仅提高了计算效率，并且求解过程稳定，具有较高的求解精度。