平面钢框架结构的整体可靠度设计

在平面钢框架结构极限承载分析和结构整体可靠度评价的基础上,基于现行规范的目标可靠度指标、结构重要性系数,并考虑钢框架结构常用的两种荷载组合,给出了钢框架结构基于结构体系可靠度的设计方法及其实用的设计公式.算例表明,该设计方法既比传统的基于构件可靠度的设计方法经济,又能保证设计结构具有一致的体系可靠度.     

结构系统可靠度优化初探

通过对以结构系统具有最低材料重量或成本为目标函数、以系统可靠度为约束条件的优化模型的分析，确定了其优化准则，给出基于可靠度下结构处于最优状态的条件，即当结构处于最优状态时，每一设计变量的改变量所引起的系统整体可靠度收益(或损失)与其质量增加(或减少)的比值应都等于某一常数；在此基础上，提出分结构调优和解优两阶段的直接迭代法进行求解，并给出算例。     

基于双重替代结构的DDBD抗震设计方法

建立了双重替代结构新概念,并在相对可靠度理论的基础上与迭代设计方法结合起来,提出了考虑整体可靠度的直接基于位移的抗震设计方法.该方法采用相对可靠度理论确定与给定性态目标对应的具有明确可靠度含义的位移目标,其基于位移的迭代设计过程则利用双重替代结构将位移目标精确地转化为对应的基底剪力目标,并通过基底剪力调整因子得到修正后的基底剪力设计值,经迭代计算完成抗震设计.最后,通过系列算例验证了该直接基于位移的抗震设计方法的有效性,该方法能够实现对结构位移目标和整体可靠度的精确有效控制.     

基于可靠度指标的匀质杆件结构优化设计

以结构可靠性分析和结构优化理论成果为基础,推导得到匀质杆件结构在特定失效模式下的功能函数,给出这一特定失效模式下结构可靠度指标的计算方法.将结构的可靠度指标作为结构优化设计的控制参数,得出优化问题的数学模型,实现杆件结构系统基于可靠度指标的优化设计.通过算例证实了所提出方法用于刚架的正确性与一般通用性.     

基于可靠度指标的小概率失效结构优化

针对实际工程中具有隐式功能函数的小概率失效结构的可靠度计算与优化问题,提出一种适用于小概率结构可靠度计算与结构优化设计的方法。该方法首先采用径向基神经网络构建结构的隐式功能函数;其次,引入自适应随机变量对遗传算法进行改进,遗传算法根据可靠度的几何意义搜索可靠度指标最优解及验算点,以此求解可靠度指标;最后,以引入自适应随机变量的遗传算法为主程序,径向基神经网络构建优化变量与结构可靠度之间的隐式关系供主程序调用,对工程结构进行优化,并以矮寨大桥钢桁架为例进行实例验证。研究结果表明:引入的自适应随机变量明显改善了遗传算法初始种群的质量,加快遗传算法收敛速度;根据可靠度的几何意义,采用引用自适应随机变量的遗传算法搜索钢桁架(小概率失效结构)可靠度的方法与蒙特卡洛法计算结果相对偏差仅为0.33%;引入自适应随机变量的遗传算法收敛速度、计算精度明显提高,证明该方法具有鲁棒性强、计算速度快、适用性强、精度高等优点。通过2个优化模型对钢桁架进行了优化,优化结果表明:设计时应适当增加钢桁架腹杆的面积与截面高度,减小纵横梁的截面面积;在钢桁架可靠度指标一定的前提下,质量较优化前减少14.2%;钢桁架设计质量一定的前提下,可靠度指标由4.821 2提高至5.912 4。     

基于正交试验的钢桁-混凝土组合梁优化设计

为加快绿色交通建设,降低钢桁架结构桥梁建造中的碳排放,实现钢桁-混凝土组合梁结构快速经济合理的设计,提出同时考虑结构位移、构件应力和建材用量的整体结构多目标优化设计方法。以经济效益和结构整体性能提升为目标函数,以钢桁-混凝土组合梁中各构件设计参数为设计变量,结合钢桁-混凝土组合梁挠度和材料强度等约束条件,构建钢桁-混凝土组合梁多目标优化设计数学模型。选取钢桁架竖向高度、纵向节间长度、弦杆截面宽度和高度、斜腹杆截面宽度和高度以及桥面板厚度关键设计参数,分析整体结构主要截面挠度和关键构件最大应力对关键设计参数变化的敏感性。以敏感性分析结果为基础,选取关键设计参数作为正交试验因素,设计32组正交试验。提出钢桁-混凝土组合梁层次分析优化评定系数计算方法,并对32组正交试验结果进行评定,确定设计参数对优化评定系数影响的主次顺序,明确钢桁-混凝土组合梁设计中结构性能与经济效益之间的关联规律,获得其最优设计参数组合。研究结果表明：优化后结构钢材质量为976.03 t,与优化前相比节省用钢质量约5.1%,结构竖向挠度降幅约11.38%,杆件应力最大降幅为14.09%。基于正交试验的结构优化设计方法适用...     

在役水工钢闸门结构可靠度分析

简要介绍了结构可靠度的计算方法，分析研究了在役水工钢闸门主要随机变量的分布规律的统计量.结合工程实例，分析研究平面钢闸门结构主要失效模式，提出在役平面钢闸门主要构件可靠度的计算方法，得到闸门安全状况的明确结论，对提高在役水工钢闸门的运行可靠性具有重要意义.     

钢桁架拱桥的结构优化分析

为优化钢桁架拱桥的结构设计,利用ANSYS有限元软件的APDL二次开发功能,建立参数化钢桁架拱桥模型,开发影响线计算程序.利用影响线求解桥梁结构最不利活载位置.通过灵敏度分析将优化设计与可靠度分析联系起来,以桥梁结构关键构件和关心位置最大轴向应力和最大竖向位移为状态变量,以截面尺寸为设计变量,并以全桥自重为目标函数,将基于可靠度的结构优化与传统结构优化进行对比.结果表明,基于可靠度的钢桁架拱桥优化结构可以节省大量计算时间和空间,并有效减轻桥梁的自重,改善结构受力.     

水工钢闸门结构正常使用极限状态可靠度分析

基于可靠性原理，建立了水工钢闸门结构正常使用极限状态可靠度分析的极限状态方程，提出了钢闸门结构正常使用极限状态可靠度分析的3种计算模式，即将相对变形限值分别看作常量、随机量和模糊量，并分别给出了其统计参数。在现有荷载统计数据的基础上，采用JC法对水工钢闸门设计规范正常使用极限状态可靠指标进行了校准计算和分析。结果表明，可靠指标满足国际标准《结构可靠性总原则》的要求，且露顶门可靠指标大于潜孔门可靠指标，从而建议了现行水工钢闸门设计规范正常使用极限状态的目标可靠指标。     

现役水工钢闸门结构剩余寿命的预测

基于可靠性原理，确定了现役钢闸门结构构件最低可靠度设置标准．采用类比的方法确定了现役钢闸门结构可靠度评估时荷载的统计参数，建立了钢闸门结构构件抗力的衰减模型．在此基础上，提出了基于可靠度理论的现役钢闸门结构剩余寿命预测算法，并以受弯构件为例，对其剩余寿命进行了预测．结果表明，提出的方法在预测闸门构件剩余寿命时是有效的．     

Reliability Based Design Optimization of Aero-Engine Spindle Ball Bearings

Aero-engine spindle ball bearings work in harsh conditions which are affected by relatively complex stresses. One of the key factors which affects bearing performance is its structure. In this paper,we used reliability based design optimization method to solve the structure design problem of aero-engine spindle ball bearings.Compared with the optimization design method, the value of equivalent dynamic load using reliability optimization design method was the least by MATLAB simulation. Also the design solutions show that the optimized structure possesses higher reliability than the original solution.     

基于系统等效的柴油机监控系统可靠性评估

为综合考虑硬件、软件故障对柴油机监控系统可靠性的影响,提出一种基于系统等效的监控系统可靠性评估方法.建立系统的功能结构图,运用Markov过程分析硬件子系统的可靠性,讨论软件子系统的可靠性.引入向量马氏过程(VMP)完成将硬件子系统等效为故障服从指数分布、维修服从未知分布的元件,分析由该元件与软件子系统所构成的硬/软件综合系统的可靠性.结果验证了硬件等效模型的正确性,得出该设备的软件子系统对监控系统可靠性影响较大,以及部件平均维修时间(MTTR)与平均无故障时间(MTBF)的比值与系统稳态可用度呈反相关的结论.     

电梯升降式立体停车库钢结构骨架的结构分析

设计了立体车库的钢结构骨架,运用有限元方法对钢结构骨架进行模型化,按照实际要求对车库的受力情况进行假设,找出了立体车库的钢结构骨架的最大应力单元和最大变形单元,它们都小于许用应力和许用变形量,验证结构设计的可靠性。为进一步降低钢结构骨架的重量,建立了钢结构骨架的数学模型,对钢结构骨架进行了优化设计,使钢结构骨架的整体重量减轻许多,并提高了电梯升降式车库的经济性。     

核电循环泵轴承冷却风扇结构及其流场分析

核电站冷却水循环泵在高温环境下工作,泵轴承受到很大的热负载,其工作可靠性至关重要.为降低轴承工作温度、保证轴承安全工作,在泵轴系统上设置了冷却装置.提出了泵轴承冷却用轴流式风扇的结构,建立了风扇结构的BFGS优化计算方法,采用计算流体力学软件FLUENT对风扇流场进行了数值分析.数值模拟结果表明,基于BFGS设计方法得到的冷却风扇性能有较好的设计计算精度,能够满足核电站冷却水循环泵轴承冷却的要求,该计算方法方便可行.     

专用炉混装模式下作业计划优化方法

针对钢铁企业热装作业中专用炉混装作业计划编制难题,建立了一体化作业计划优化模型,并提出基于优化与简单仿真相结合的多步骤优化方法进行模型求解.在给定工艺参数情况下,提出的算法可快速给出优化的、一体化专用炉混装作业计划及冷装、热装板坯的详细作业时刻.模型给出的优化结果满足工业实际需求,作业计划具有较强的可行性及可操作性.     

基于混合遗传算法的随机结构可靠性优化设计

遗传算法（GA）是一种具有随机搜索技术的进化算法,但在运用过程中出现早熟、收敛速度慢、局部搜索能力差的缺点。对遗传算法中的遗传算子进行了改进,提出了遗传算法和最佳矢量法相结合的混合遗传算法,并引入了小生境技术。分析表明,基于小生境的混合遗传算法即发挥了最佳矢量法局部搜索能力强的特点,又结合了遗传算法全局搜索能力强的优点,使收敛性能大大改善,同时小生境技术的使用,避免了优化过程中局部最优解的出现,提高收敛速度。具体算例表明该混合遗传算法是一种高效的结构优化方法。     

石油井架构件截面可靠性设计模式

根据国标中建筑结构设计标准和钢结构设计新规范.对井架构件截面进行了极限状态设计,将有限元分析与可靠性的方法相结合,对井架截面的可靠性进行了评价,并在给定的可靠度下进行了井架构件截面设计.提出了相对实用的井架构件截面可靠性设计模式和具体的设计方法.实际计算表明,该设计方法有较好的可行性.     

郑州国际会展中心展厅钢屋盖结构体系分析

郑州国际会展中心展厅钢屋盖结构采用空间斜拉式预应力索拱体系,满足了室内大空间,外侧大挑檐,以及建筑造型奇特轻盈的要求.运用ANSYS对该结构体系进行了结构分析,通过计算优化了结构方案,为提高结构的安全性、可靠性和经济性提供了技术依据,同时也为同类结构的结构设计提供了设计参考和工程积累.     

叶片减振器静密封结构设计与性能分析

研究叶片减振器静密封的主要失效形式与密封性能,并完成其选型与结构设计.结合叶片减振器的密封性能及其对静密封的要求,利用非线性有限元力学分析方法对叶片减振器的O形密封圈结构进行建模、计算.优选O形密封圈结构的使用参数,确定叶片减振器静密封性能失效的准则,为叶片减振器静密封设计、优化与性能研究提供依据.根据叶片减振器的实际工作压力,验证了计算结果准确可信,并通过实车试验的可靠性考核,证明了利用有限元设计静密封结构的方法可行.