高低溫濕熱試驗箱多學科協(xié)同可靠性仿真分析技術

高低溫濕熱試驗箱技術規(guī)格：

當前科技水平的不斷提升使得航空航天、軍事裝備等行業(yè)得到發(fā)展。高科技產(chǎn)品功能結(jié)構復雜、系統(tǒng)組成龐大、研發(fā)周期長費用高、可靠性問題突出。傳統(tǒng)的基于統(tǒng)計的可靠性設計分析方法，與性能設計專業(yè)技術體系不一致，在設計過程中難以相互融合，造成可靠性設計分析工作往往滯后于性能設計分析工作，可靠性設計分析難以對產(chǎn)品的設計狀態(tài)產(chǎn)生真正影響。同時，傳統(tǒng)的可靠性試驗與評估方法需要大量新研產(chǎn)品進行試驗，往往在研制后期才能開展。通過可靠性試驗發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品薄弱環(huán)節(jié)再進行設計更改，時間周期長并且代價較大。工程實踐表明，傳統(tǒng)的可靠性設計分析與試驗評估方法，越來越難滿足高科技產(chǎn)品高可靠長壽命的需求。

近年來，數(shù)字樣機與虛擬仿真等相關技術發(fā)展迅速，國內(nèi)外大部分科研機構都采用虛擬仿真技術進行產(chǎn)品三維建模裝配與功能/性能分析，從而在設計階段早期獲得產(chǎn)品性能參數(shù)并改進設計。目前，將可靠性工作融入到產(chǎn)品設計和分析仿真過程，在工程上有著強烈的需求?？煽啃苑抡婕夹g充分利用產(chǎn)品現(xiàn)有的功能/性能模型及相關CAD工具，以系統(tǒng)功能/性能模型為內(nèi)核，以可靠性模型為外殼，聯(lián)合各專業(yè)CAD工具建立綜合集成環(huán)境，實現(xiàn)可靠性與性能一體化建模仿真，支持在設計階段開展基于仿真的可靠性設計、分析與評價。可靠性仿真結(jié)果可以為可靠性與性能的協(xié)同設計與分析提供模型與數(shù)據(jù)支持。綜上可知，可靠性仿真技術對于解決工程中可靠性設計與性能設計“兩張皮”問題具有*的實用價值。

      在可靠性仿真分析時，很多情況下難以直接建立應力、應變、位移等與載荷、材料、結(jié)構尺寸的關系，尤其在多學科協(xié)同仿真分析情況下，往往需要借助各種CAE工具，如有限元、多體動力學來進行分析，這種情況下反映為功能函數(shù)與基本隨機變量的關系是隱式的。

 從可靠度計算的角度分析，模擬法和響應面法一般只需要獲得功能函數(shù)在給定樣本點的值，這些值可以借助多種CAE工具分析獲得，再對結(jié)果進行統(tǒng)計來計算可靠度；一次可靠度法不僅需要計算功能函數(shù)的值，還需要獲得功能函數(shù)關于隨機向量的梯度。

利用多種CAE工具進行可靠性仿真計算，必須解決以下2個問題：

（1）可靠度計算程序?qū)γ糠NCAE軟件的封裝和調(diào)用，以實現(xiàn)功能函數(shù)值的計算；
（2）梯度的計算，這可以在獲得功能函數(shù)值的基礎上采用有限差分法計算。

因此關鍵是實現(xiàn)利用每種CAE工具實現(xiàn)功能函數(shù)值的計算。

有兩種實現(xiàn)可靠性仿真計算的思路：抽樣仿真和迭代仿真，如圖所示。