(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 202211219278.9 (22)申请日 2022.10.08 (71)申请人 河北工业大 学 地址 300401 天津市北辰区双口镇西平 道 5340号 (72)发明人 韩旭　欧阳衡　侯炎兵　赵颖　 王昊旸　段书用　王荣　苑光明　 (74)专利代理 机构 天津市鼎拓知识产权代理有 限公司 12 233 专利代理师 刘雪娜 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 111/08(2020.01)G06F 111/10(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 服役工况下风电齿轮箱箱体的不确定性与 相关性分析方法 (57)摘要 本申请提供一种服役工况下风电齿轮箱箱 体的不确定性与相关性分析方法， 包括以下步 骤： 建立风电齿轮箱箱体的数值仿真模型； 建立 风电齿轮箱箱体不确定性参数的多维椭球凸模 型； 对不确定性参数进行抽样， 将参数样本代入 数值仿真模型， 获得多维输出响应样本， 并建立 风电齿轮箱箱 体响应面代理模型； 根据响应面代 理模型及功能度量法计算多维输出响应的不确 定性区间； 根据响应面代理模型及非概率相关性 传播公式计算多维输出响应之间的相关系数矩 阵； 结合不确定性区间和相关系数矩阵， 建立风 电齿轮箱箱 体多维输出响应的多维椭球凸模型。 本申请提供的服役工况下风电齿轮箱箱体的不 确定性与相关性分析方法具有准确度量多维输 出响应不确定性 边界的优点。 权利要求书2页 说明书9页 附图12页 CN 115293007 A 2022.11.04 CN 115293007 A 1.服役工况下风电齿轮箱箱体的不确定性与相关性分析方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： S1： 建立风电齿轮箱箱体的数值仿真模型， 获取风电齿轮箱箱体所受等效应力最大时 的服役工况； S2： 建立所述 风电齿轮箱 箱体不确定性 参数的多维椭球凸模型； S3： 在所述多维椭球凸模型中对所述不确定性参数进行抽样， 将参数样本代入所述数 值仿真模型， 获得多维输出响应样本； S4： 根据所述不确定性参数样本集合和多维输出响应样本集合， 建立风电齿轮箱箱体 的响应面代理模型， 所述响应面代理模型用于表征所述不确定性参数和多维输出响应的对 应关系； S5： 根据所述响应面代理模型及功能度量法计算所述多维输出响应的不确定性区间； S6： 根据所述响应面代 理模型及非概率相关性传播公式计算所述多维输出响应之间的 相关系数矩阵； S7： 结合所述不确定性区间和所述相关系数矩阵， 建立所述多维输出响应的多维椭球 凸模型。 2.根据权利要求1所述的服役工况下风电齿轮箱箱体的不确定性与相关性分析方法， 其特征在于， 在步骤S1中， 所述数值仿真模型包括使用有限元分析 软件建立的有限元模型。 3.根据权利要求2所述的服役工况下风电齿轮箱箱体的不确定性与相关性分析方法， 其特征在于， 在步骤S2中， 根据公式 （一） 和公式 （二） 建立所述风电齿轮箱箱体不确 定性参 数的多维椭球凸模型：     （一）     （二） 式中， 表示不确定性参数的椭球域， 上标 表示矩阵转置， 表示椭球的特征矩阵， 表示区间参数 的中点， 和 表示不确定性参数的两个区间参数， 表示区间 参数 和 的非概率协方差， 表示维数， 表述 维实数集。 4.根据权利要求3所述的服役工况下风电齿轮箱箱体的不确定性与相关性分析方法， 其特征在于， 根据公式 （三） 和公式 （四） 计算所述非概 率协方差 ：     （三）     （四） 式中， 是区间参数 的半径， 是区间参数 的半径， 、 是 维椭球的第 维和第 维的半主轴长， 是 和 之间的相关系数。 5.根据权利要求4所述的服役工况下风电齿轮箱箱体的不确定性与相关性分析方法，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115293007 A 2其特征在于， 在步骤S4中， 所述响应面代理模型采用二阶多项式函数进行拟合， 根据公式 （五） 表示 二阶多项式函数响应面代理模型：     （五） 式 中 ，  为 不 确 定 性 参 数 ， 为 响 应 面 计 算 值 与 真 实 值 的 误 差 ， 为待定系数。 6.根据权利要求5所述的服役工况下风电齿轮箱箱体的不确定性与相关性分析方法， 其特征在于， 步骤S5的具体步骤为： S51、 将不确定性 参数的多维椭球凸模型转 化为标准多维椭球凸模型； S52、 将所述标准多维椭球凸模型转 化为标准单位球模型； S53、 在标准单位球模型中通过功能度量法求 解获取系统响应的极值 点； S54、 对所述极值 点进行步骤S51至S5 3的逆转化， 获得多维输出响应的区间上 下界。 7.根据权利要求6所述的服役工况下风电齿轮箱箱体的不确定性与相关性分析方法， 其特征在于， 步骤S5 3具体包括对所述 求解过程进行迭代以获取系统响应的极值 点。 8.根据权利要求7所述的服役工况下风电齿轮箱箱体的不确定性与相关性分析方法， 其特征在于， 在 步骤S6中， 任意两个输出响应之间的非概率相关系数 根据公式 （六） 表 示：     （六） 式中， ， ， 表示多维输出响应的个数， 和 表示所述响应面 代理模型在不确定性参数中值点处的一阶导列向量， 和 表示响应面代理模型的 Hessian矩阵， Trace表示矩阵求迹运 算。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115293007 A 3