基于Kriging模型的齒輪副機構不確定性分析

鞏博瑞，陳虹旭，殷 鳴，殷國富*

(1.西北機電工程研究所，陜西 咸陽 712099；2.四川大學制造科學與工程學院， 四川 成都 610065)

乏組件水下檢測裝置是核電站中用來對乏組件進行測量的重要輔助設備，其穩定有效工作直接影響到核電站的安全運行。由于材料特性在統計上的離散性以及測量、加工、制造誤差的存在，在地震工況下，裝置薄弱部位會產生較大應力，且應力可能在較大范圍內波動，因此有必要對其進行可靠性分析。對裝置整機初步分析發現，裝置中一對齒輪副屬于薄弱部件，本文主要針對此齒輪副進行分析。

對地震工況下結構的響應研究，一般通過隨機振動，采用概率與統計方法研究結構系統的動力響應，從能量角度分析激勵的隨機性問題[1]。目前隨機振動分析[2-4]一般是基于有限元的，如：劉士華等[2]通過有限元軟件分析了鋼架結構在地震位移激勵下的隨機振動響應；馬乾瑛等[4]對地震工況下的地鐵車站結構進行了隨機振動響應分析。進行可靠性分析的工程問題通常需要多次調用建立的有限元模型，而有限元模型一般為隱式函數，無法用確定的解析式表示，計算量較大，計算時間成本高，效率低。相較于蒙特卡羅法[5]、響應面法[6]，Kriging模型[7-8]用較少的樣本點就可以擬合出符合實際工程問題的代理模型，對于給定輸入參數的預測也較準確，效率高。陳士誠等[7]基于Kriging模型對壓力容器開孔接管區結構進行了可靠性分析，驗證了Kriging模型在計算效率和精度上的優勢。……