基于Copula的失效相关系统可靠性建模理论与优化方法研究

对于多数工程结构系统，各单元失效之间普遍存在统计相关性，使系统可靠性建模复杂化。针对这一问题，本项目拟引入多元统计工具Copula，探索失效相关结构系统可靠性建模与优化设计的新途径。具体研究内容包括：以单元安全裕度、服役寿命为变量，以系统层应力-强度-寿命异量纲动态干涉理论分析为依据，构造Copula映射系统的失效相关机制及动态演化过程，实现系统可靠性建模；根据Copula可靠性模型导出可靠性优化目标函数，分别按线性相关、非线性相关假设，实现对称、非对称结构系统原始设计变量的快速寻优。Copula可靠性模型的优点是：以简洁、灵活的函数形式避开传统分析方法繁冗的多重联合积分；由秩相关、尾相关系数更客观地刻画复杂结构系统失效相关的时变非线性特征。本项目研究体现了概率分析中唯象失效数据与内在耦合机理的有机统一，将为失效相关的复杂机电装备系统可靠性评估、仿真及优化提供新思路、新方法。