估算球罐断裂概率方法的探讨

本文以JW ES—2805的COD设计公式作为断裂失效概率模型,并引用Paris公式估算裂纹的疲劳扩展量,估算了球罐逐年的断裂失效概率.提出先通过参数敏感性分析选定较少的随机变量.再用蒙特卡洛法计算的办法.还采用直接蒙特卡洛法.对偶变量加速收敛的蒙特卡洛法,可靠性指标法计算断裂失效概率,与本文提出的方法计算结果进行了比较     

焊接结构系统的疲劳可靠性分析

针对工程中常见的焊接结构,建立了一套完整的系统疲劳可靠性评价方法,包括主要失效模式识别,综合失效概率计算.提出了实现结构失效状态转移的间隙元法,在失效的节点间建立间隙元,用接触有限元模拟焊缝开裂面的受力状态,判断起裂源数量和开裂方向.考虑结构的疲劳损伤累积,运用全局疲劳寿命分枝约界法进行结构失效路径搜寻,用点估计法和区间估计法计算结构系统的失效概率.对100 t-22 m龙门起重机主梁焊接结构进行了分析,找出8条主要失效裂纹,并计算了系统的失效概率.     

超静定结构系统疲劳可靠性分析的蒙特卡洛方法

研究了超静定结构系统疲劳失效的渐进性质,考虑到疲劳损伤的累积及疲劳破坏过程中载荷的重新分起,导出了系统破坏过程中的若干基本关系。在此基础上,建立了用蒙特卡洛方法模拟系统疲劳破坏的实际过程并计算整个结构系统疲劳失效概率的流程。进一步研究了采用重用性抽样技术提高抽样效率的问题。在例题中利用蒙特卡洛方法的计算结果对采用一阶可靠性方法分析的结果进行了检验。     

压力容器失效概率的统计断裂力学分析

本文使统计断裂力学方法分析了不同设计曲线,探伤、断裂韧度、初始裂纹深度分布及屈服韧带宽度等多种因素对容器失效概率的影响,用MonteCarlo模拟法计算了各种情况下的容器失效概率,并通过参数敏感性分析比较了各随机变量分布参数对容器失效概率的影响程度.     

基于重要抽样法的热防护系统热可靠性评估方法

热防护系统的可靠性直接影响到高超飞行器的安全性和结构完整性。为提高热防护系统可靠性分析的效率,在之前研究的基础上提出了基于重要抽样(Importance Sampling,IS)的热可靠性评估方法,给出了该方法的具体实施流程和评价方法,有效解决蒙特卡洛法(Monte Carlo method,MC)对于低失效概率问题分析效率过低的问题。以典型的非烧蚀热防护系统为例,在考虑材料、几何尺寸不确定性的情况下进行了热可靠性分析,验证文中方法的有效性。计算结果表明,要得到同等置信度的失效概率结果,重要抽样法所需的抽样次数仅为传统蒙特卡洛法10%,大大提高了可靠性分析的效率。     

基于初始缺陷的混凝土锈裂模型时变可靠度

根据断裂力学理论,建立了考虑初始缺陷的混凝土结构锈胀时间预测模型,以此为基础建立了结构寿命预测极限状态函数,并发展了基于三阶矩法的时变可靠度分析方法.研究结果表明:与Monte-Carlo方法对比,在计算结果较为吻合的情况下,本文方法减少了计算次数,提高了分析效率;在混凝土材料参数中,混凝土结构失效概率对保护层厚度的随机性和不确定性最为敏感,失效概率对随机变量概率分布类型敏感性较差.     

蒙特卡洛法在共轨系统可靠性分析中的应用

为了在共轨系统自主研发过程中实现结构可靠性的量化分析,采用蒙特卡洛法对建立的1种"泄漏-限流"失效模型进行计算研究.此失效模型涉及共轨系统的限流器、循环喷油量、动态回油量以及控制活塞偶件和油嘴针阀偶件的余隙泄漏.模型中的变量参数取自试验检测统计值.将蒙特卡洛法的直接抽样法、重要抽样法的计算精度和应用可行性等进行了对比分析.结果表明:采用重要抽样法得到"泄漏-限流"失效率的计算结果为7.97×10-5;限流器临界值、油嘴针阀偶件工作间隙和控制活塞偶件工作间隙对此失效率的影响较大;油嘴针阀偶件工作间隙的标准差对此失效率的敏感性较大,约为控制活塞偶件对应量的3.1倍;蒙特卡洛重要抽样法适用于共轨系统的结构可靠性计算分析,此应用简便且有效.     

基于R6方法的弹塑性断裂概率分析

以英国新版(第三版)的R/H/R6(下称R6方法)作为评定球罐失效的依据,并将概率方法引入R6方法中,用蒙特卡洛(Monte Carlo)法计算球罐逐年的失效概率,其结果与其它方法相比,R6方法表现出它的保守性。同时,作者还对R6方法中的保留因素与失效概率的关系进行了分析和研究。     

基于高斯过程分类与蒙特卡洛模拟的岩土工程结构可靠度分析方法

岩土工程结构可靠度分析中,功能函数一般呈隐式且需借助有限元等数值计算来构建,采用传统蒙特卡洛模拟法求解时常遇到计算耗时大和计算效率低的问题,进而导致该方法在实际工程应用中受到极大限制。将结构可靠度求解问题转化为二元分类问题,把分类性能优异的高斯过程分类模型与蒙特卡洛法相结合,提出了岩土工程结构可靠度分析的高斯过程分类——蒙特卡洛法。根据所建立的隐式功能函数,采用岩土工程结构分析程序构造少量的学习样本,利用学习后的高斯过程分类模型重构极限状态方程,实现随机样本的安全或失效状态的准确识别,进而采用蒙特卡洛抽样模拟获得结构的失效概率与可靠指标。算例研究表明,方法简单易行,与传统蒙特卡洛模拟法相比较,计算效率明显较高,且易于与各种岩土工程结构分析程序或商业计算软件相结合。     

用引入模糊示性函数的蒙特卡洛方法计算结构的失效概率

提出结构的失效除了具有随机性还应具有模糊性的观点,阐明了用模糊示性函数的蒙特卡洛方法计算失效概率的基本原理,从而将各种极限状态统一起来,并使计算所得的失效概率更接近于实际．示例表明,本文方法是完全可行的．     

基于蒙特卡洛模拟的导弹级间分离干扰仿真

级间分离的稳定性、可靠性关系到主级导弹的稳定飞行,采用蒙特卡洛方法对干扰作用下的导弹级间分离进行模拟仿真。首先分析影响级间分离过程的各种随机干扰因素,在此基础上建立了包含随机干扰因素的分离动力学数学模型,然后利用蒙特卡洛方法和随机干扰参数对分离过程进行仿真。仿真结果表明,各种干扰作用下助推级和主级可安全分离。蒙特卡洛方法可快速对级间分离潜在风险以及失败概率进行预测,同时也能定量评估各项干扰因素对分离的影响程度。     

随机裂隙网络非饱和水力参数的数值模拟

使用蒙特卡洛方法建立了随机裂隙网络,并使用分形几何方法建立了不同水力隙宽裂隙的非饱和水力参数。在此基础上,根据流量平衡原则,计算了不同毛细压力下的随机裂隙网络的有效饱和度和不同方向上的相对渗透系数,发现不同方向上的相对渗透系数差别不大。并使用VG模型对计算结果进行了拟合,拟合结果发现,VG模型值和数值计算结果吻合较好,验证了VG模型对随机裂隙网络也是适用的。     

基于Monte Carlo法的垃圾填埋场平移破坏可靠度分析

垃圾土力学特性指标在空间和时间上都存在很大的变异性。垃圾土力学特性指标主要用于填埋场边坡稳定分析中。首先,基于极限平衡原理的双楔体法获得可靠度分析的状态函数;然后,运用Monte Carlo法分析了垃圾土力学特性指标变异性对填埋场边坡稳定的影响。通过研究发现,随着样本数的增加,失效概率的标准差逐渐减小,但趋势减缓;随机产生8000样本数可以满足Monte Carlo法可靠度分析的收敛要求;考虑了垃圾土变异特性的填埋场可靠度分析,安全系数的概率分布并不只有一种分布,而是在正态分布与对数正态分布之间随机发生;所提方法所得可靠度指标值相比一次二阶矩法所得偏小,且该方法的随机分布性以及可操作性,使得这种方法能更好地评估填埋场的稳定性。     

基于连续随机变量函数的岩质边坡稳定分析

考虑到岩质边坡相关参数的随机性,基于连续随机变量函数,假定滑动面摩擦角φ、表面黏聚力c等服从正态分布;张力裂缝中的水深Zw、地震加速度比α等服从指数分布,推导出岩质边坡稳定性安全系数分布公式;并使用Matlab演算模拟;其结果与蒙特卡洛模拟(MC)结果基本一致。敏感性分析显示滑动面摩擦角对于有平面滑动的岩质边坡稳定性影响最大。     

基于概率密度演化方法的装配式箱涵构件可靠度研究

为提高装配式箱涵构件可靠度分析的计算精度和效率,依托实际工程,基于概率密度演化方法对其进行了研究.首先,建立了装配式箱涵构件的功能函数,推导出功能函数的广义概率密度演化方程,并采用有限差分法进行求解;其次,对求解得到的概率密度函数进行积分,得到构件的失效概率,进而获得相应的可靠指标;最后,与蒙特卡罗法进行对比,分析概率密度演化方法的适用性.研究表明:概率密度演化方法在装配式箱涵构件可靠度的求解过程中,从物理系统与随机系统联系的角度出发,更加充分地考虑了构件参数的随机性和样本点之间的概率联系.该方法与蒙特卡罗法相比可以有效避免随机收敛性,在保证结果唯一的前提下,提高了计算精度和效率.     

基于FORM的Monte Carlo精度修正可靠度算法

结构可靠度分析的核心是计算预定义功能函数的失效概率。提出一种基于一次可靠度算法 (FORM)计算结果的 Monte Carlo精度修正可靠度算法 ,它将原可靠度列式转换为一个求旋转坐标系下 n- 1元函数的统计均值问题 ,统计均值用 Monte Carlo法计算。这种可靠度算法克服了传统FORM法误差较大以及 Monte Carlo法效率低的困难 ,与二次可靠度算法 (SORM)相比 ,计算结果对验算点的计算精度不敏感。通过算例分析验证了该文方法的合理性     

随机结构反应的概率密度演化分析

提出了线性随机结构静力反应的概率密度演化方法 .在随机结构反应状态方程的基础上 ,引入扩展状态向量 ,建立了随机结构静力反应的概率密度演化方程 ,提出了数值求解技术 .对于单一随机参数及多个随机参数的 8层框架结构反应进行了算例分析 ,并与单一随机参数结构随机反应的精确解答及多个随机参数结构随机反应的随机模拟分析进行了对比 ,结果表明 ,所提出的方法具有较高的计算精度及良好的实用性     

地铁车站基坑工程工期风险值计算

基于全概率、蒙特卡洛思想,构建阶段工期变化风险值的计算方法与步骤.从工期未发生异常变化、工期发生异常变化但未采取补救措施,以及工期发生异常变化且采取补救措施3方面进行阶段工期变化风险的概率计算,建立了工期异常时间全概率法的计算公式;运用蒙特卡洛思想,构建了基于Matlab的阶段工期变化风险蒙特卡洛法的计算步骤,并将贝塔分布函数用于描述工期变化.最后以某车站基坑工程为例,计算获得了该基坑开挖与支护工期变化风险值,验证了全概率法和蒙特卡洛法的实用性.     

基于叠代计算的重要性抽样法在计算断裂概率中的应用

本文结合实例，在探讨原分布函数平移一定距离作为重要性函数的基础上，提出叠代计算法和叠代计算程序。通过前次叠代后失效点的分布来确定这次计算时的平移量，从而求得最佳平移量。多次叠代后失效点的中值与一次二阶矩法的设计点相近。由这种叠代法求得的重要性函数能保证Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ模拟计算总次数减少，提高计算断裂概率的精度。     

复合材料随机破坏机理的分析模拟

分析纺织结构复合材料的破坏机理并给出了破坏过程的动态模拟方法.复合材料的格点力学初始态满足一定的随机分布,可通过Monte Carlo方法进行随机概率模拟,用格点弹簧模型建立相邻格点之间力学平衡和因破坏过程中失效的载荷的传递分布原则,给出格点失效临界破坏条件.Monte Carlo方法与格点弹簧模型的相互结合较之单纯使用有限元法更能接近复合材料真实的破坏过程.