潜艇耐压壳稳定性失效的可靠性分析与优化

本文将可靠性理论和方法用于潜艇结构的分析及设计之中,导出了使用全概率法和近似概率法进行潜艇耐压壳体稳定性失效可靠性分析的基本公式和方法.在此基础上提出了可靠性优化设计的三种基本准则,对壳体进行了优化设计.计算结果表明本文的探索是成功的.     

块状岩体稳定性模糊能度可靠性分析方法

针对岩体工程中的不稳定块体,探讨可动块体沿单结构面滑动与沿双结构面滑动的稳定性分析方法.在此基础上,根据块状岩体稳定性分析力学参数取值所具有的随机性、模糊性与区间性等不确定性,采用三角模糊数表示块状岩体结构面抗剪强度参数取值,进而建立块状岩体可靠性分析之功能函数.利用模糊能度可靠性分析方法对其进行分析,并在探讨可靠性指标求解方法基础上建立了块状岩体稳定性模糊能度可靠性分析方法.通过工程实例分析与计算结果表明本文模型与方法的合理性与可行性.     

结构可靠性分析中参数灵敏度的计算方法

针对结构可靠性分析中重要的方法之一——蒙特卡洛模拟方法，本文提出了一种计算分布参数灵敏度的新方法，此方法不需要新的抽样产生或失效标准的重新评估。同时对该方法进行了举例说明。     

一种复杂机械结构的频率可靠性及灵敏度分析方法

针对具有随机参数的复杂机械结构振动的固有频率响应问题,定义了频率可靠性,并在此基础上提出了一种快速有效的可靠性及可靠性灵敏度的计算方法.采用随机响应面模型来拟合结构输入参数和固有频率之间的函数关系,并使用降维积分技术计算随机响应面模型的展开系数,同时使用模型降阶方法来进行结构的重分析计算以节约计算时间.采用改进的一次二阶矩方法进行可靠性分析,可靠性灵敏度的计算采用蒙特卡洛模拟方法.数值算例表明所提方法具有很高的计算效率和合适的精度,适用于复杂结构的频率可靠性分析.     

冲击荷载下大型结构时程响应分析的逐步缩减动刚度综合法

本文将缩减动刚度综合法与逐步积分法相结合,提出了一种分析大型复杂结构瞬态响应的动力子结构方法。该方法的主要特点是总运算工作量少,计算速度快。文末给出的算例验证了此方法的可靠性和有效性,其精度亦较高。     

基于粒子群算法和增广拉格朗日乘子法的混合可靠性分析

本文提出了一种基于粒子群算法和增广拉格朗日乘子法的混合可靠性分析方法.该方法通过引入参数的不确定性和区间变量,得到一种概率-区间混合不确定模型,充分利用增广拉格朗日乘子法将有约束优化问题转化为无约束优化问题,基于此进行求解和结构可靠性分析.数值算例和工程实例验证了该算法在计算结构可靠性问题时对于线性和非线性的功能函数有良好的收敛性和较高的计算效率.     

桥梁结构生命全过程可靠性研究

本文通过对桥梁结构可靠度及优化设计基本概念的介绍,对影响桥梁结构可靠性因素进行分析,并提出了控制施工期桥梁结构质量的方法和措施,最后以模糊综合评价的方式对服役期桥梁结构的可靠性进行分析,预测桥梁剩余使用寿命。     

钢管,钢筋与混凝土联合承载的非线性分析

本文用钢筋混凝土非线性有限元方法分析了龙羊峡水电站坝内钢管模型,得出了与模型试验相同的结果,从而说明了该方法及所用程序的可靠性.在此基础上,针对现行坝内钢管结构联合承载设计中存在的问题,用非线性有限元方法对该类结构进行了大量分析计算,弄清了它的受力特征,提出了联合承载的极限状态设计法.     

全电飞机电力系统多级可靠性分析与多目标优化设计方法

为了解决全电飞机电力系统对可靠性和安全性要求都较高的问题,本文提出了一种基于多级可靠性分析的全电飞机电力系统多目标优化设计方法。此方法首先将全电飞机中复杂的电力系统设计过程解耦为多级设计过程,每一级设计过程都在考虑成本、可靠性等指标的基础上建立一个非线性优化模型,然后利用层次分析法确定权重系数,将多目标优化问题转换为单目标优化问题,并将非线性模型线性化最终转化为01规划模型,通过求解该模型获得不同权重系数下对应的电力系统最优拓扑结构以及相应功率器件的额定功率。对不同权重系数下的设计结果分析得出：当可靠性指标权重较小时,全电飞机电力系统拓扑结构较为简单,同时电力系统总成本较低;当可靠性权重较大时,电力系统拓扑结构较为复杂但是成本较高。仿真结果表明,该方法能在成本、可靠性等指标中进行优化设计,体现出该方法在全电飞机电力系统设计初期具有较好的指导意义。     

具有多种缺陷的船舶结构系统的可靠性分析

本文分析了含有初始变形、焊接残余应力、裂纹和局部凹陷等多种缺陷对板的极限强度的影响,给出了该板单元的可靠性计算和敏度分析的表达式.对含有多种缺陷板单元组成的结构系统,进行了可靠性分析,给出结构系统的失效机理、失效路径和总体可靠性指标的计算方法.推出了含有多种缺陷板元失效后,对残余结构影响的反向节点力计算公式,及系统可靠性指标的敏度表达式.保证了计算精度和可靠性分析的合理性,同时也便于找到影响结构系统可靠性的薄弱板单元.最后通过船舶结构的一个舱段,对比开展了含有多种缺陷与不含缺陷的结构系统的可靠性计算及敏度分析,以说明本文提出方法的有效性.该文提供的方法为结构系统的设计及制定合理的维修和更新策略提供了参考.     

同时算出结构可靠指标和验算点值的快速收敛蒙特卡罗法

基于结构可靠指标的几何涵义，本文提出一种用蒙特卡罗法计算结构可靠指标及验算点的方法．该法通过数学处理，使随机抽样只限于在失效边界上进行，并在此基础上寻找出坐标原点到失效面的最短距离以及相应点的坐标值，从而获得可靠指标和验算点值．算例表明，该法收敛快、精度高、模拟次数与失效概率大小无关，完全可用于各种工程结构的可靠度计算．本文对某重力坝段进行了可靠度计算，获得满意的结果．     

地下管道动力可靠性分析的降维计算方法

地下管道是城市重要的基础工程之一,对其进行的地震作用下的可靠性分析是地下管道安全性的重要指标．但传统的可靠性分析只是针对单根管道进行分析与实际情况存在一定差异．本文采用系统可靠性理论对地震作用下的地下管线动力可靠性进行分析,并针对系统可靠性计算量大的难题,引入了PNET法（point evaluation technique）与谱系聚类分析法两种降维方法,在保证精度的同时大大提高了计算效率,使对地下管线的系统可靠性分析达到实用化程度．最后还结合实例进行了系统可靠性计算并对两种降维方法做了比较分析．提出了相应改进措施．     

恶劣环境下结构可靠度的一种分析法

给出了抗力随时间变化时结构可靠度分析的最小抗力法，并与现行规范的方法和等效抗力法进行比较，分析了3种方法各自的特点.结果表明，结构最小抗力点可以作为结构可靠度分析的一个关键点.通过具体算例说明，最小抗力法计算简便、概念直观，并且形式上能够与现有的结构可靠度分析方法相协调.     

计算结构可靠指标的循环逼近法

基于几何原理,建立了可靠指标的新优化模型.对于任何类型变量,该模型均无需计算其当量正态分布的平均值和标准差.将循环筛滤思路引入到该优化模型中,提出了循环逼近法.经算例验证,该算法简便实用,可以快速逼近并确定验算点、求解可靠指标,且具有令人满意的计算精度,为结构可靠指标计算提供了新的有效途径.     

涡轮盘随机结构可靠性研究

摘要：利用有限元软件对转子进行可靠性分析时,转子的结构以及其他设计参数都是以确定量来进行分析的, 不能实现设计参数为随机情况下的可靠性分析。以弹性力学为基础,从转子的微元体出发,推导出离心力和温度场同时对转子系统影响的等厚度和变厚度轮盘任意一点的应力计算式。考虑了转子随机结构尺寸、温度应力、转速和材料强度等参数的随机性,利用应力-强度没干涉模型、积分随机有限元和Gram-Charlier级数方法对转子进行可靠性分析,实现了转子系统随机结构的可靠性计算,且计算精度较高。     

基于随机有限元法大跨度斜拉桥体系可靠度分析

大跨度斜拉桥由于存在众多不同的失效模式,导致其体系可靠度分析比较困难。但在众多失效模式中,仅有主要的失效模式对整个结构系统的失效概率起决定性作用。β约界法是体系可靠度分析中一种简单而精确的用于搜索主要失效模拟的方法。在β约界法搜索失效模式的过程中,需计算各个单元的可靠度指标。基于有限元的可靠度分析方法是一种高效和精确的可靠度计算方法,用该法研究了一座大跨度斜拉桥的体系可靠度问题。分析结果表明索的失效在整个斜拉桥的失效中起关键作用。     

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,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]内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...     

神经网络与响应面法相结合分析既有混凝土桥梁的可靠性

响应面有限元的可靠度计算是采用有限元数值模拟来解决功能函数不能明确表示的结构可靠度计算问题的一类方法,对于大型复杂结构的可靠度分析有重要的意义.提出了基于BP神经网络与响应面法相结合的结构可靠度计算的几何分析方法,通过得出的可靠指标对一座既有桥梁进行了可靠性分析.数值试验表明,该方法建立的神经网络模型可以很好地拟合真实的极限状态函数,在既有桥梁可靠性分析中具有广阔的应用前景.     

基于黄金分割二分法鞍点线抽样的可靠性分析

为解决非正态变量空间中复杂多变的隐式非线性功能函数的可靠性问题,融合鞍点估计与线抽样法的优点,结合二分法的特点与黄金分割法的求解效率,提出基于黄金分割二分法的鞍点线抽样法.在标准化变量空间中,沿重要线抽样方向,利用黄金分割点的二分法快速找到各样本点对应于功能函数的零点,从而可按照鞍点估计的思想将结构的失效概率转化为一系列线性功能函数失效概率的算术平均值.研究表明:基于黄金分割二分法的鞍点线抽样法在求解非正态变量空间中复杂多变的隐式非线性功能函数的结构可靠性时不仅精度高,而且速度快.     

考虑荷载作用顺序的结构可靠度分析方法

针对JCSS推荐的荷载效应组合法假设荷载效应之间既相互独立又完全相关的内部矛盾和时段分析法对工程中的非平稳荷载效应过程无法实现有效分析的问题,对考虑荷载作用顺序的结构可靠度分析方法进行了研究.首先提出了非平稳荷载效应过程下的结构可靠度分析方法;其次考虑荷载作用顺序的影响,改进了结构在受多时段荷载作用下的可靠度计算模型;最后运用跨阈理论分析了结构损伤对可靠度的影响,推导出综合考虑非平稳荷载过程、荷载作用顺序和结构损伤的可靠度计算公式.算例分析表明:该方法适用性更广泛,计算结果更真实可靠.