采用随机响应面法钢筋混凝土框架抗震全局灵敏度分析

采用基于多项式混沌展开的随机响应面方法,建立结构输出响应的代理模型,求得各输入变量的基于方差分析的全局灵敏度指标.之后以层数不同的三个钢筋混凝土框架结构为应用对象,使用Open Sees软件进行有限元建模,并采用该方法对结构进行整体承载能力极限状态下的抗震全局灵敏度分析,将求得的各输入变量的灵敏度指标绘于同一图中,比较不同输入变量对结构响应的影响大小.从求得的全局灵敏度指标可知,影响结构抗震可靠度的主要因素为地震作用的不确定性以及结构的钢筋屈服强度.该结果符合工程经验判断,进一步说明所采用的方法具有较高的可行性和计算精度.     

电动车动力总成悬置系统的全局灵敏度分析

针对电动汽车动力总成悬置系统（Powertrain Mounting System，PMS）参数同时存在不确定性和相关性的情形，开展考虑不确定参数相关性的电动汽车PMS固有特性的全局灵敏度分析研究. 采用含相关性的概率变量描述系统的不确定参数，基于方差分解推导考虑概率变量相关性的一阶和总体全局灵敏度公式；基于蒙特卡洛法（Monte Carlo Method，MCM）提出一种求解全局灵敏度指数的方法；推导当概率变量服从正态分布时的全局灵敏度公式，给出采用MCM计算全局灵敏度指数所需样本集的构造方法；以某电动汽车PMS算例验证方法的有效性. 分析结果表明，相关性会影响系统固有频率和解耦率响应对不确定参数的敏感性，考虑不确定参数的相关性可获得更加合理的灵敏度分析结果.     

基于随机响应面法的RC框架抗震全局灵敏度分析

实际工程中,结构整体响应往往受大量输入参数的影响,若将全部参数视为随机变量,会导致分析过程十分复杂。因此需要进行参数灵敏度分析,确定各参数对结构整体响应的影响,从而减少需要考虑的变量个数,简化分析过程。以往的方法在计算灵敏度指标时需要大量的分析计算,为解决该问题本文了采用基于多项式混沌展开的随机响应面法,通过该方法建立输出响应的替代模型,进而求得基于方差分析（Analysis of Variance, ANOVA）的全局灵敏度指标。之后本文以钢筋混凝土框架结构为应用对象,采用该方法对其整体承载能力极限状态进行抗震全局灵敏度分析,并将各输入变量的灵敏度指标绘于同一图中。从本文求得的灵敏度指标可知,影响结构抗震可靠度的主要因素为地震作用的不确定性,该结果符合工程经验判断,说明本文采用的方法具有较高的可行性和计算精度。     

改进的满意度函数法在多响应优化中的应用

满意度函数法是最常用的多响应优化方法，但该方法没有考虑响应的变异性、相关性和参数估计的不确定性，针对这些问题提出了改进的满意度函数法对其进行改进，该方法将响应方差-协方差结构和预测方差结合到满意度函数中．实例分析表明，与传统满意度函数相比，用该方法进行优化得到的响应的方差和预测方差分别降低了5．6％和6．2％，满意度函数的方差降低了7％，说明优化结果比较可靠．因此，用该方法进行优化能得到比传统满意度函数法较好的结果，且对模型的预测能力和响应的波动都具有稳健性．     

考虑交通流不确定性的单交叉口信号配时方法

为应对交通系统的随机特性,提出一种考虑不确定性的单交叉口信号配时方法。首先应用季节性自回归平均移动-广义自回归条件异方差(seasonal autoregressive integrated moving average-generalized autoregressive conditional heteroskedasticity,SARIMA-GARCH)模型计算交叉口交通流的不确定性,然后根据得到的交通流不确定性特征,参考Webster模型,计算交叉口的信号配时参数,得到考虑交通流不确定性的单交叉口信号配时方案。最后,以南京市一交叉口为研究对象,应用实际数据,计算得到17种不同交通不确定性水平下的单交叉口配时参数,并采用Paramics仿真软件分析了各信号配时方案的性能,验证了所提方法的有效性。     

参数不确定结构平稳随机响应虚拟激励摄动方法

基于虚拟激励法建立了平稳随机荷载作用下参数不确定结构随机响应分析的虚拟激励摄动方法.首先应用虚拟激励法将原复合随机问题精确地转化为单随机问题,进而推导了随机响应对不确定参数的灵敏度计算公式.随后由Taylor级数展开得到结构平稳随机响应对不确定性参数的摄动列武,并按数理统计方法得到响应的概率特征.最后应用建立的摄动方法...     

基于改进的距离函数法的多响应稳健参数设计

研究了多响应稳健参数设计方法中响应对可控因子波动的稳健性问题.考虑多响应问题的最优性和稳健性,对广义距离函数进行了改进,提出了改进的稳健优化总体广义距离函数方法,该方法通过对优化广义距离和稳健广义距离进行权衡,将多响应稳健优化问题转化为使稳健优化总体广义距离最小化问题,得到稳健最优的操作条件.实例分析计算结果表明,与传统方法相比,该方法可以得到更加稳健的结果.该方法考虑了响应的方差-协方差结构和可控因子的波动,使优化的响应对可控因子的波动具有稳健性.     

某型航空发动机涡轮盘的可靠性灵敏度设计

航空发动机涡轮盘结构比较复杂,无法直接获得极限状态方程的显示表达式.针对这一问题,提出了涡轮盘可靠性灵敏度设计的Monte Carlo-随机有限元法与神经网络技术相结合的方法.考虑了涡轮盘结构的几何尺寸、材料性能特性和环境载荷的随机性,利用神经网络的非线性映射功能,模拟得到随机响应与随机参数的关系表达式,采用一次二阶矩法进行可靠性设计;通过对涡轮盘的可靠性灵敏度设计,得到了各参数均值和方差对涡轮盘可靠性的影响情况.利用结构可靠性分析软件NESSUS验证了所提方法的正确性,为涡轮盘可靠性灵敏度设计提供了理论参考.     

针对结构易损场景监测的传感器优化布置方法

基于结构易损性指数和结构体系的损伤系数定义了结构失效指标,该指标可用来判断易损场景发生后结构体系的失效状态.在特征向量灵敏度分析的基础上推导了该指标在模态参数不确定性影响下的估计方差,并且以所有易损场景下指标的方差和最小为优化目标,提出了以监测结构易损场景为目的的传感器优化布置模型,以及基于凸规划的求解算法.采用该方法对一个平面桁架结构的数值模型进行了传感器布置,并且根据模拟的受损结构的模态数据,计算了不同传感器布置方案下结构失效指标的均值和方差.结果表明,与传统方法相比,该方法可以提高对易损场景发生后结构失效状态的评估精度.     

地面运动强度度量参数的有效性研究

概率地震需求分析的目标是估计结构在不同地面运动强度水平下的响应,结构响应的不确定性对采用的地面运动强度度量参数有着很强的依赖.因而,需要比较所采用的地面运动强度度量参数的有效性.这里推荐了一个新的采用向量地面运动强度度量参数来估计结构需求的方法,并把这个地面运动强度度量参数应用于一些不同周期和不同强度折减系数的单自由度结构系统.统计结果表明,推荐的地面运动强度度量参数可以有效地减小估计单自由度结构系统最大变形延性需求时的离散性,而且减少了计算分析工作量.     

基于区间有限元的吊梁非概率可靠性研究及敏感性分析

为了满足吊梁可靠性设计的要求,需要考虑设计参数的不确定性对结构响应的影响.首先结合区间有限元法,对吊梁的不确定性用区间进行描述,建立有限元控制方程,针对控制方程中系数存在不确定性,利用－阶泰勒展开法对其进行求解,获得结构响应区间:其次,分析吊梁的可靠性验算,建立不同失效模式下的极限状态函数,基于非概率可靠性计算方法,得到吊梁的非概率可靠性指标:最后,对区间敏感因子进行定义,分析设计参数在区间内变化对结构响应的敏感程度,通过实例验证.研究结果表明:本文方法的合理性与可行性,并具有一定的工程参考价值.     

基于随机有限元方法的结构响应灵敏度分析

对反映不确定性因素对结构随机响应影响程度的灵敏性进行了研究,引入了一种新的灵敏度因子概念,提出了基于随机有限元方法的结构随机响应灵敏度计算方法,结构实例分析表明该方法的计算结果是合理的,能反映实际情况,研究结果具有推广应用价值,其结论可供结构随机响应灵敏度分析时参考。     

LTE-Advanced上行SC-FDMA MIMO系统的信干噪比性能分析

LTE上行系统中,使用单载波频分多址技术(SC-FDMA),并采用离散傅里叶变换扩频的正交频分复用多址(DFT-S-OFDMA)技术作为SC-FDMA的实现方案.在LTE-Advanced标准化过程中,考虑采用DFT-S-OFDMA技术作为上行多址方案,同时,为了获得更高的峰值速率和系统性能,决定采用单用户多输入多输出(SU-MIMO)及预编码技术.针对LTE-Advanced系统上行DFT-S-OFDMA方案在MIMO系统中的应用,提出一种信干噪比(SINR)的性能分析方法.该方法基于DFT-S-OFDMA收发机实现结构,利用信道频域响应和噪声方差,接收端采用最小均方误差(MMSE)均衡,分析得到SINR的闭合表达式,获得的SINR能很好地应用于自适应调制编码(AMC)方式的选择.仿真结果表明,多径信道下基于该等效SINR的误块率(BLER)性能曲线能很好地匹配系统在高斯白噪声信道下的性能曲线.     

渗透系数的条件模拟对污染物运移的不确定性分析

应用基于顺序条件模拟的蒙特卡罗方法,分析不同的先验渗透系数对污染物运移的不确定性影响.研究结果证明渗透系数的条件模拟可大大降低污染物运移结果的不确定性;随着渗透系数条件点数的变化,通过模拟得到的含水层中污染羽的空间矩(一阶矩和二阶矩)变化并不明显,各点的污染物浓度均值变化也不大.而污染物浓度变化的最大方差(不确定性)则随着渗透系数条件点数的增加而减小,同时运移结果的不确定性还取决于渗透系数条件点在空间上的分布位置.最后,根据渗透系数不同的条件模拟对污染物运移结果的响应,对实际工作中选取条件点的多寡提出相应的建议.     

交通需求组合模型的不确定性分析

交通需求预测中会有很多不确定性因素.系统的不确定分析可以分析模型输出的可信程度,并且界定影响不确定性的关键因素.采用了基于敏感性分析的方法(SAM)分析交通需求组合模型(CTDM)的不确定性.CTDM基于出行者的理性行为,并可描述为一个非线性规划问题,从而分析敏感性.不确定性分析包括模型输入的不确定性和模型参数的不确定性.与基于随机抽样的分析方法相比,基于敏感性分析的方法在大大减少计算量的同时,可以得到近似的精度,并且可以同时或分开考虑输入的不确定性和参数的不确定性.研究认为,提高参数精度比提高输入精度能更有效地提高输出结果的可信水平.     

基于地震动相位谱不确定性模型的单自由度体系响应

提出了一个基于随机微分方程的群延时模型用以描述和模拟地震动相位谱.利用此相位谱模型推导出了线性单自由度结构体系在地震荷载作用下位移响应均值和方差的理论计算公式,采用时域和频域的方法对位移响应的统计特性进行了分析.结果表明:该相位谱模型能较好地模拟实际地震动的相位谱;对于线性单自由度体系,在任一频率处,位移响应相位角的均值与激励群延时的均值成反比;而位移响应相位角的方差与激励群延时的方差成正比;位移响应的均值和方差均与激励各谐波分量相位角的方差成反比,从而位移响应的峰值亦与该方差成反比.     

考虑性能退化的飞机典型部件灵敏度分析

为了研究发生性能退化的飞机典型部件对缝翼机构运动精度的影响,以缝翼机构滚轮为典型部件,选取飞机在起降阶段缝翼转过的角度作为系统输出响应,建立多体运动学模型。考虑滚轮的不同磨损情况,基于Archard磨损模型结合随机参数与人工神经网络法,得到缝翼机构的功能函数表达式。使用基于方差重要性测度与基于矩独立重要性测度两种灵敏度分析方法对飞机典型部件进行灵敏度分析,研究了随滚轮磨损量与磨损量变异系数的变化对缝翼机构运动精度的影响。研究结果表明,在飞机机构的设计、使用和检修维护不同阶段采用相应的灵敏度分析方法可以精确识别出系统中随机变量的重要性排序,对系统中灵敏度指标排序较高的变量进行优化设计和重点关注可以有效提高系统的可靠性和稳健性,同时也有效地提高了机构灵敏度分析效率。本文分析方法还可为其他机构系统的设计、使用和检修提供参考指导。     

基于性能的单层球面网壳结构强震损伤模式优化

为避免强震作用下单层网壳损伤集中模式对结构整体稳定性的不利影响,根据地震作用下网壳稳定承载力和整体损伤的变化过程,定义了两个抗震性能指标作为目标函数,并以杆件截面尺寸为优化变量,采用ABAQUS软件对单层球面网壳结构的强震损伤模式进行了多目标优化,并对优化前后结构的动力响应和损伤演化进行分析.结果表明:考虑杆件重要性系数的单层网壳整体损伤指标能够有效识别强震作用下单层网壳结构损伤模式,经过优化后的单层网壳结构损伤集中模式得到有效控制,不同位置的杆件损伤分布更加均匀.本文的优化方法能够明显提高不同强震作用下网壳结构的剩余稳定承载力.     

输电塔风致响应的时频域计算方法和比较

针对输电塔顺风向风致响应的各种时频域计算方法的适用性问题,以两个典型输电塔为例比较各种方法获得的结果,探讨输电塔的响应特征和各种方法的适用性,为输电塔顺风向风致响应的计算提供参考.研究表明:时频方法和频域的两种方法(完全二项式(CQC)法和背景加共振法)得到的结果非常接近,说明这些方法均适用于求解输电塔结构的风致响应;在频域分析中,模态交叉项的贡献不可忽略;对于较柔的输电塔,只考虑第1阶主参模态会产生较大的误差,须要考虑多阶模态的参与.     

BP神经网络用于函数逼近的最佳隐层结构

研究采用反向传播算法的人工神经网络用于函数逼近时的支结构。方法,以典型的ｎ输入、单输出的多层ＢＰ网为例,在几种不同的网络隐层结构下对典的连续函数进行逼近训练。,分析各网络输出的全局误差。