基于SVR的万向节机构可靠性及灵敏度分析

针对结构隐式极限状态函数的可靠性分析问题,将支持向量机回归理论应用到万向节机构可靠性分析中,提出了一种基于支持向量机回归的万向节机构可靠性分析方法.通过支持向量机回归与一次二阶矩法相结合,利用支持向量机的小样本学习能力,将隐式极限状态函数近似为显式极限状态函数.运用蒙特卡罗法计算出万向节机构的可靠性指标,然后由高精度的显式极限状态方程进行各随机变量的灵敏度分析.最后以某剪切机中万向节机构为对象,进行了机构的可靠性及灵敏度分析.结果表明:该方法具有高精度和高效率的优点,并对其他机械结构可靠性分析具有一定的参考意义.     

支持向量机和粒子群优化的可靠度算法

针对非线性隐式极限状态方程的可靠度指标计算,将支持向量机和粒子群优化算法相结合,提出了一种结构可靠度算法.首先结合支持向量机不受样本点限制的优点,将历次迭代产生样本点加入本次迭代样本点中,采用支持向量机对样本点进行训练,然后引入粒子群优化算法计算可靠度指标,解决迭代过程中支持向量机回归模型可靠度指标计算震荡不收敛的情况,最后根据可靠度指标收敛得到的支持向量机回归模型,采用重要抽样法计算失效概率.计算结果表明:该方法得出的失效概率具有较好的精度,特别是针对迭代过程中可靠度指标不收敛的情况具有良好的适用性.     

一种新的改进响应面法的结构可靠性计算方法

针对经典响应面方法计算结构的可靠度时计算量大、不够精确、易产生奇异解等问题,首先通过计算原来响应面函数的梯度函数得到方位向量,由方位向量得到旋转矩阵;然后,按照该旋转矩阵通过旋转坐标轴得到新的坐标系,在该新的坐标系用新的样本点构造逼近函数,所构造的逼近函数和原来极限状态函数在形式上接近;最后,通过反复迭代,得到极限状态函数的最大失效点,从而得到结构的失效概率.研究结果表明:本文方法改进了传统响应面法,提高计算精度,降低计算次数,是有效和可行的.     

基于支持向量机回归的机械零件可靠性分析

针对机械零件中隐式极限状态方程的可靠性分析,提出了一种基于支持向量机回归的机械零件可靠性分析方法.将支持向量机回归作为隐式极限状态方程的重构工具,用训练后的支持向量机模型替代隐式极限状态方程,结合改进的一次二阶矩法,给出了基于支持向量机回归的机械零件可靠性分析流程,并用2个算例验证了该方法的可行性、正确性和计算精度.结果表明,该方法能够正确有效地解决机械零件可靠性分析问题,具有一定的工程实用价值.     

响应面方法在可靠性灵敏度计算中的应用

简要叙述了应用响应面方法获取极限状态函数(该极限状态函数具有二次多项式响应面函数的特点)的过程.提出了利用这种极限状态函数进行可靠性灵敏度分析的方法,举例证明该方法可用于极限状态函数未知的情况,并推导了相关计算公式.用响应面方法获取的极限状态函数天然地包括一、二次项和交叉项的信息,不仅使可靠性灵敏度的计算简单易行,而且使计算精度大大提高.最后以热疲劳裂纹为例,计算了其不发生失稳扩展的可靠度及各个随机变量的可靠性灵敏度.     

机械零件相关失效可靠度计算的二重积分模型

假设机械零部件同时发生3种或更多种失效模式的事件为极小概率事件,用线性回归法得到不同失效模式下极限状态函数之间的关系,建立相关失效模式下可靠度的二重积分模型.如果极限状态函数之间呈现平方、立方、指数函数等关系时,可以先经过线性变换后再应用该模型.用二重积分模型计算了销钉在相关失效模式下的可靠度,并用Monte Carlo等方法进行了验证.算例表明该相关失效模式下的可靠度计算模型是正确的.     

基于支持向量机和蒙特卡洛的结构可靠性分析方法及应用

将支持向量机作为极限状态函数重构的工具引入结构可靠性分析问题中,并结合蒙特卡洛方法,分别给出了模式识别型和函数回归型两种支持向量机（SVM）模型应用于结构可靠性分析的计算流程图。结合数值算例,对两种支持向量机模型在结构可靠性问题的应用方面进行了对比,并研究了训练样本数目、核函数类型、模型参数的取值以及随机变量数目等因素对可靠性分析结果的影响。最后以某自升式平台为工程对象,进行了考虑多个随机变量的结构可靠性评估。结果表明：在应用支持向量机方法进行极限状态函数重构时,无论是模式识别型SVM模型还是函数回归型SVM模型均可取得良好的效果,前者对模型参数的敏感程度大于后者;支持向量机理论作为极限状态函数重构工具与蒙特卡洛方法相结合,可有效解决大型复杂工程结构可靠性分析精度和效率问题。     

边坡稳定可靠度替代模型分析

首先对多项式响应面、BP神经网络、径向基函数及支持向量机这4种替代模型的基本理论、适用范围及构造程序进行具体分析;然后,针对BP神经网络、径向基函数及支持向量机这3种替代模型中训练样本不易获取的情况,引入拉丁超立方试验抽取样本数据,并通过相应替代模型构建边坡可靠度求解的稳定极限状态功能函数近似表达式;最后,通过工程实例对各模型的计算工作量及计算精度进行评估。研究结果表明:对于地层结构较简单、随机参数较少的边坡可采用多项式响应面替代模型,而对于地层结构复杂、功能函数具有较强非线性的边坡建议采用支持向量机替代模型,这可为边坡稳定可靠度替代模型的甄选与构建提供重要依据。     

求解隐式功能函数可靠度的一种新方法

实际工程可靠度分析中，经常遇到功能函数没有明确表达式的情况，响应面法是求解此类问题的一种有效方法。为解决响应面法需要用近似的二次曲面来模拟实际极限状态曲面的难题，以数值算法为基础，提出了一种新的方法，此方法不需进行极限状态曲面的模拟，而是在真正的极限状态面上进行求解。此方法计算过程简单，计算结果精度高，收敛快，尤其适合于大型工程结构的可靠度分析，并且可以很方便地扩展到二次二阶矩等其他可靠度求解方法中。     

结构可靠度分析的变f序列响应面法及其应用

提出了结构可靠度分析的变f序列响应面法和相应的收敛控制准则,并应用于非线性极限状态函数的可靠度计算。该方法用简单的二次函数逐步逼近原来的复杂函数,并由该二次函数计算可靠指标的近似值。这一方法简化了迭代计算过程,减少了迭代次数,有效地提高了计算精度和计算效率,对于在型复杂结构的可靠度分析较为适宜,并可推广应用于动力问题等的可靠度分析。     

结构可靠度计算的Gauss-Hermite积分方法

高精度的可靠度计算方法是结构可靠度研究的基本内容之一，根据结构失效概率取决于失效面上验算点区域局部特性的特点，应用高效的Gauss-Hermite积分，研究了结构失效概率的计算问题，分析方法为在标准正态空间内对坐标轴进行旋转，使第n个坐标轴通过验算点且正交于极限状态曲面，然后在新的坐标系内布置Gauss-Hermite积分的节点并进行计算，由于Gauss-Hermite积分的高效性，一般情况下每一个坐标轴只需布3或5个点即能获得较好的计算结果，通过两个算例说明了上述方法的可行性，该方法既可用于精确计算结构的失效概率，也可用于其他各种可靠度近似方法计算结果的校核。     

基于椭球凸模型的结构模糊可靠性分析

结构工程中不仅存在随机不确定性,还存在模糊不确定性。针对结构模糊可靠性问题,本文提出了一种基于模糊分解定理的超椭球凸模型响应面法,适用于隐式结构功能函数的模糊可靠性求解问题。首先,通过在置信水平[0,1]內遍历隶属度值确定结构可靠度的可能性分布函数,将模糊变量转化成在置信水平[0,1]下的区间变量;其次,建立超椭球凸集模型,同时将超椭球转换为单位超球体,得到非概率可靠度指标——表示为从原点到极限状态曲面的最短距离;最后,利用响应面法求解结构非概率可靠度,采用中心复合设计生成试验点,通过多次迭代找到原点到极限状态曲面的最短距离点求得可靠度指标,得到遍历置信水平的结构模糊可靠度。算例仿真表明了本文方法的有效性和精确性,为结构模糊可靠性分析与计算提供了一种可行途经。     

结构系统中疲劳失效途径失效概率计算的二阶可靠性方法

针对结构系统疲劳可靠性分析中失效途径极限状态函数的非线性性质,提出用二阶可靠性方法（ＳＯＲＭ）计算疲劳失效途径的失效概率．文中介绍了疲劳失效途径的可靠性模型及结构系统二阶可靠性方法的基本原理,并通过例题说明了计算过程．计算结果表明,采用二阶可靠性方法可使失效概率的计算精度得到显著的改善．     

NS方程的非结构化网格方法及其差分格式

采用同位非结构化网格上的有限体积法,对ＮａｖｉｅｒＳｔｏｋｅｓ 方程的ＳＩＭＰＬＥ 算法及差分格式进行了研究．提出了适用于非结构化网格的不用求解单元顶点变量值的二阶混合差分格式．该格式的优点在于：１） 减少了计算工作量;２） 避免了普通混合差分格式因使用简单的一阶迎风差分格式所引起的网格界面方向相关性的问题．最后,采用三角形网格,利用提出的方法及差分格式,对方腔内的驱动层流及绕翼型湍流进行了数值计算,计算结果与基准解或实验值的符合程度优于普通混合差分格式     

基于贝叶斯理论的大坝体系可靠度计算方法

提出了大坝体系可靠度的改进计算方法.首先,通过响应面法拟合极限状态函数,进而通过JC法求出大坝单元的失效概率.然后,通过设定失效模式,以复合极限状态函数为准则,搜索出相应的失效路径;基于贝叶斯公式和Cauchy-Schwarz不等式,通过推导得出大坝以某种失效模式失效时的失效概率的上限,从而得出大坝整个体系的可靠度.最...     

结构可靠度分析非线性抗力函数线性化问题的研究

本文研究了非线性抗力函数线性化处理方法，以简化极限状态方程代替实际极限 状态方程对可靠度分析的影响。文中以钢筋混凝土两种实际构件为例，用实际极限状 态方程作了可靠度计算，并与简化方程作了对比分析．     

基于极变换与稀疏响应面的滚动轴承游隙可靠性分析

基于极变换提出一种选点方法,并结合稀疏响应面对滚动轴承游隙进行可靠性分析.构建响应面时,根据极变换后安全与失效类样本点在平面内的聚集性与可区分性,每一步迭代时增加临界样本点并对其进行拟合.为了避免过拟合,根据误差预测标准以及交叉验证方法对多项式响应面中最重要的项进行筛选.在建立滚动轴承游隙可靠性问题的极限状态函数时,考虑过盈装配、温度变化和离心力因素的影响,并基于有限元方法计算工作游隙.最后根据显式化的极限状态函数计算了轴承游隙可靠度.研究内容不仅为滚动轴承的设计提供了理论依据,而且为多维隐式可靠性问题的分析提供了一种参考途径.     

混凝土结构正常使用极限状态可靠度模糊概率分析

讨论了影响结构正常使用极限状态可靠度的不定性因素，提出了考虑结构正常使 用允许限值模糊性的当量随机化计算方法，并以钢筋混凝土构件最大裂缝宽度极限状 态为例说明了本文方法的应用。分析结果表明，按照本文方法，不仅可在一定程度上 简化结构正常使用极限状态可靠度的计算，而且还能确定出荷载效应和等效抗力的验 算点值，进而便于确定荷载效应和等效抗力的分项系数．建立使用极限状态的实用设 计表达式。     

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。