(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210718550.1 (22)申请日 2022.06.17 (71)申请人 中国铁建重 工集团股份有限公司 地址 410100 湖南省长 沙市长沙经济技 术 开发区东七 线88号 (72)发明人 刘飞香　廖金军　于钟博　蒋海华　 王永胜　吴士兰　 (74)专利代理 机构 长沙七源专利代理事务所 (普通合伙) 43214 专利代理师 邹琦　张勇 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 混合不确定性的机械力学性能分析方法、 电 子设备及 介质 (57)摘要 本发明提出了混合不确定性的机械力学性 能分析方法、 电子设备及介质， 本发明的方法采 用具有融合概率模型和区间模型特性的P ‑box理 论对实验测试数据的不确定性进行度量， 最大化 保留实验结果， 且不增加主观推测， 使分析结果 更加客观； 本发 明的方法包含基于流形分析的混 合不确定性传播方法， 具有计算精度高， 计算耗 时少， 结果鲁棒性强等优势， 避免了在不确定性 参数空间内大量采样， 避免了输出响应数目远多 于输入参数所带来的精度损失。 本发 明结合实验 数据和实际研发过程， 工程实用性较强， 有利于 提升机械产品质量。 权利要求书4页 说明书12页 附图3页 CN 114925480 A 2022.08.19 CN 114925480 A 1.混合不确定性的机 械力学性能分析 方法， 其特 征在于， 具体步骤如下： 步骤S100： 建立机械力学性能分析模型， 具体是， 建立机械力学性能分析模型， 所述机 械力学性能分析模型为代理模型； 步骤S200： 获取实验测试数据， 具体是， 对步骤S100中的机械力学性能分析模型通过实 验测试方法获取实验测试 数据， 将完成一次实验所 得到实验测试 数据分为 一组； 步骤S300： 获取分布参数 区间， 具体是， 将步骤S200中的实验测试数据以组为单位进行 概率分布拟合， 获取分布参数区间， 所述分布参数区间中包 含不确定性的随机变量； 步骤S400： 获取流形空间基向量， 具体是， 将步骤S300中的随机变量采用参数化P ‑box 形式进行度量， 在P ‑box的封闭区域内采样获取一定数量的累积分布 函数， 即CDF函数； 将所 有的CDF函数采用水平离散方式离散为点集， 所述点集构成CDF 空间矩阵， 所述CDF 空间矩阵 通过本征正交分解并保留主成分， 得到流形空间基向量； 步骤S500： 获取分布参数与 流形空间基向量之间 的最优多项式， 具体是， 建立步骤S300 中的分布 参数与步骤S400中的流形 空间基向量之间的映射关系， 所述映射关系表征为分布 参数与流形空间基向量之 间的最优多项式， 所述最优多项式为基于误差减小比率的最优多 项式模型； 步骤S600： 获取响应P ‑box， 具体是， 通过最优化公式计算流形空间内CDF函数的上下边 界， 获取响应P ‑box。 2.根据权利要求1所述的机械力学性能分析方法， 其特征在于， 在步骤S100中， 采用 Abaqus建立机械力学性能分析模型。 3.根据权利要求2所述的机械力学性能分析方法， 其特征在于， 在步骤S200中， 所述实 验测试数据按照类型分组， 每组实验测试数据包含不少于1000个用于概率分布拟合的测量 数值。 4.根据权利要求3所述的机械力学性能分析方法， 其特征在于， 在步骤S300中， 采用 Johnson分布进行概 率分布拟合， Johnso n分布表达式如下： w＝γ+δ*Ψ( α )； 其中， γ为第一形状参数； δ为第二形状参数； λ是尺寸参数； ξ是位置参数； w～N(0,1)服 从标准正态分布； Ψ( α )为变换函数， 所述变换函数包括对数正态分布(SL)、 无界分布(SU)、 有界分布(SB)和正态分布(SN)， 变换函数表达式Ψ( α )如下： 其中， α 通过 λ和 ξ 计算获取， α ＝(x ‑ξ )/ λ， x表示含有不确定性的输入参数； 对实验测试 数据进行概 率分布拟合的具体方法如下： 步骤S301： 计算原点矩和中心矩， 具体是， 对步骤S200中的实验测试数据进行数理统 计， 计算每组实验测试 数据的各阶原点矩和中心 矩， 原点矩 表达式如下：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114925480 A 2其中， E1为均值， E2表示第二阶原点矩， E3表示第三阶原点矩， E4表示第四阶原点矩， Zi为 第i组实验测试 数据； 中心矩表达式如下： 其中， D2表示方差， D3表示第三阶中心 矩， D4表示第四阶中心 矩； 步骤S302： 获取统计矩， 具体是， 根据步骤S301计算出的原点矩和中心矩计算峰度P和 偏度Q， 表达式如下： 用向量的形式表示计算得到的均值、 方差、 偏度、 峰度； 步骤S303： 获取分布参数区间， 具体是， 通过如下 方式优化Johnso n分布的四个参数： 其中， M(i)表示第i阶分布统计矩； 表示通过实验测试数据获得的第i阶目标统计权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114925480 A 3