结构非概率可靠性模型在断裂力学分析中的应用研究

工程实际中的构件或材料由于不可避免地存在缺陷或裂纹,其强度大大低于理想模型的强度.考虑含裂纹结构的性能参数、几何参数及作用载荷、缺陷特征等的不确定性的可靠性分析具有重要的工程实际意义.针对大型、贵重构件或材料样本数据少、统计信息缺乏的情况,提出了含缺陷结构断裂失效的非概率可靠性分析方法.对非概率可靠性度量方法进行了分析、比较,由于以断裂判据建立的功能函数往往为多维非线性方程,针对非概率集合可靠性模型的计算困难,提出用Monte-Carlo模拟方法计算非概率可靠度具有易实现、精度高的特点.本文方法克服了概率断裂力学(PFM)方法需要大量统计数据的局限性,具有重要的工程应用价值.实例分析对本文方法的可行性和有效性进行了验证.     

结构非概率-模糊混合可靠性分析方法

研究了非概率不确定性量和模糊变量共存时的结构可靠性问题.以结构极限状态函数和模糊变量隶属函数为条件,基于可能性理论导出了结构的模糊失效域和模糊安全域及其隶属函数,将原混合可靠性问题转化为模糊失效准则下的非概率可靠性问题;在结构非概率可靠性模型的基础上,建立了模糊失效准则下的结构非概率可靠性指标;提出了一般性的非概率不确定性量和模糊变量共存时的结构可靠性分析方法,该方法能同时考虑非概率不确定性波动和模糊变量的可能性分布,更合理地评价结构可靠性.     

基于模糊凸集的结构非概率可靠性综合模型

在小样本或极小样本问题中,由于参数波动的确切范围难以确定,普通刚性凸集模型含有难以估量和控制的误差,其适用性受到限制.鉴于此,研究建立了一种新的不确定性模型——模糊凸集模型,并通过在刚性凸集中引入一个新的参数——模糊扩展参数,建立了几种典型的模糊凸集模型.在模糊凸集模型的基础上,建立了一种非概率可靠性的综合模型,采用Gauss-Legendre求积方法解决了指标求解所涉及的积分问题.算例表明,采用基于模糊凸集的非概率可靠性综合模型度量小样本结构的可靠性更加合理,可靠性指标的求解方法正确可行.