关键词：不确定性传播;聚类椭球模型;功能度量法;敏感性分析
摘 要：机械系统在工作过程中受随机载荷、制造误差、安装误差等多源不确定性因素影响，导致系统性能响应常产生偏差，从而影响其工作可靠性。在实际工程中，复杂机械系统的数据采集可能需要高昂的设备、传感器以及专业知识，导致大规模高质量数据采集变得困难，获取的数据样本量通常较小，难以通过概率模型描述其不确定性。此外，当机械系统在某些特定条件下运行时，数据可能集中在某些区域，呈现出一定的聚类特征，导致该条件下机械系统的不确定性度量与分析存在挑战。为此，本文提出了一种基于聚类椭球模型的机械系统不确定性分析方法，准确度量具有聚类特征系统参数的不确定性，实现系统响应不确定性快速评估。为了准确量化具有聚类特性的小样本数据，采用聚类椭球模型对其进行不确定性建模；根据参数区间信息，开展机械系统敏感性分析，确定影响机械系统性能的主要参数；结合功能度量法和序列二次规划算法获取机械系统响应的上下边界，实现系统参数不确定性传播。通过三个数值算例和一个工程算例验证所提方法的准确性和有效性。结果表明：在处理小样本条件下机械系统性能不确定性分析问题时，所提方法具有较高的计算效率和精度。
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