二态失效的结构模糊随机可靠性统一模型

以模糊随机理论为出发点,以模糊随机变量为基本变量,在经典的二态失效准则假设下,运用F集理论、可能性理论和概率理论,由基本变量的模糊随机分布推导了一种定义在概率空间上的、与原二态失效准则等价的模糊失效准则.进而基于模糊事件的概率测度,提出了一种可灵活统一考虑随机性和模糊性混合/耦合的结构可靠性模型,并论证了新模型与传统的概率可靠性模型和模糊能度可靠性模型的统一性.新模型能为单纯的随机变量、模糊变量、模糊随机变量或它们混合作用下的复杂不确定性影响的结构可靠性问题提供统一的分析方法和度量指标,算例分析显示了所提模型的合理性和必要性.     

基于蒙特卡罗法的压力容器可靠性风险分析

针对压力容器结构可靠性问题,采用蒙特卡罗随机方法进行了数值模拟,通过计算,对复杂结构可靠度问题的求解和分析有了初步了解.结果表明:用可靠性分析法设计压力容器结构,使压力容器得到更可靠的保证,可以更准确的揭示压力容器各位置的功能特点,使设计方案更合理.     

压力容器高应变部位应力场试验和数值分析

针对压力容器接管区高峰应变、高应变剃度、强大的弹性约束和应变峰值呈单向应力状态的特征,在压力容器接管模拟试板的基础上,对多种孔径的异型板应力应变场进行光弹性试验研究并建立有限元模型,分别就不带裂纹和带有裂纹的异型板进行应力分析。数值结果表明,高峰应变区的应力集中与试验结果较为吻合,为异型板设计的合理性和裂纹扩展分析提供了可靠依据。     

含随机裂纹结构的弹塑性断裂分析

压力容器的失效大多为弹塑性断裂失效,CEGBR6、PD6493、SAPV95等规范都采用J积分参量进行断裂评价.开展了裂纹尺寸为随机变量时的弹塑性断裂分析,讨论了弹塑性的随机平衡微分方程和J积分随机分析方法,推导了裂纹尺寸对[B]矩阵和[Dep]矩阵的影响.编制了弹塑性随机有限元程序,并采用数值方法进行了验证.结果表明,与Morte-carlo方法相比误差为1.05%.     

多失效模式下基本变量的重要性测度及其解法

基本变量的重要性分析是工程设计及安全评估的一项必要工作．针对工程实际中经常出现的多失效模式可靠性模型,提出了基本变量对多失效模式下多维响应功能函数全局联合概率分布的重要性测度指标——重要性测度1．同时针对可靠性设计的特点,建立了多失效模式下基本变量对多维响应功能函数局部概率分布的两种重要性测度指标,即基本变量对失效域内多维响应概率分布的重要性测度——重要性测度2和对系统失效概率的重要性测度——重要性测度3,推导了其性质,比较了3种重要性测度的异同和适用范围,并给出了一种求解3种重要性测度的标准方法,从该标准方法的求解过程可以看出,在求解基本变量对多维响应功能函数重要性测度1的同时可求得重要性测度2和3,也即在不增加计算量的同时,该标准方法可为设计人员提供更多的参考信息．最后,以数值和工程算例验证了所提指标和方法的正确性和可行性．     

基于改进Monte Carlo法的船体纵向弯曲强度可靠性分析

采用改进的搜索适应重要抽样法,分别考虑基本变量独立和相关两种情况,在设计点未知的前提下,对实船作了纵向弯曲强度可靠性分析,求出失效概率的无偏估计和方差,通过与一次二阶矩法比较,证明ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法在可靠性分析中占有优势。     

蒙特卡罗法在堤防边坡可靠度分析中的应用

以堤防边坡为研究对象,运用可靠度分析方法中的蒙特卡罗法,通过建立边坡状态函数,生成随机变量,对边坡的稳定性进行可靠性模拟,求出失效概率和可靠指标,并附有实例,具有实用性和可操作性。     

基于蒙特卡洛法的水泥冷却机篦板可靠性分析

水泥熟料篦冷机的篦板可靠性在实际工程中具有重要的理论意义和工程价值.借助结构工程可靠性分析方法,提出用蒙特卡洛方法模拟得到水泥冷却机篦板在工作条件下随机变量的样本值,并结合有限元方法计算篦板在不同初始温度下的最大等效应力值,由此求出可靠性的方法,从而得到了一些有意义的结论.     

CFRP筋复合增强板加固石梁受力性能有限元分析

采用有限元程序ABAQUS,对碳纤维增强复合材料(CFRP)筋复合增强板加固石梁的受弯性能进行数值建模.利用已有的荷载-挠度曲线、荷载-CFRP筋应变曲线数据对建立的模型进行可靠性验证,结果表明:有限元模拟结果和试验结果吻合良好.在此基础上,对加固后的石梁进行受力全过程截面应力分析,归纳得出荷载-变形特征曲线.基于平截面假定,提出采用CFRP筋复合增强板加固石梁的受弯承载力计算公式,计算得出的开裂弯矩与试验结果和有限元模拟结果吻合较好.     

边坡可靠性的蒙特卡洛分析

边坡稳定性研究是岩土工程的热点问题之一，本文在极限平衡理论基础上，引入了蒙特卡洛模拟方法，通过建立边坡状态函数，生成随机变量，对边坡的稳定性进行了可靠性模拟，求出边坡的可靠指标与破坏概率，为边坡稳定性增加一种判断方法，与确定性计算结果综合对比分析，保证边坡设计参数更为可靠。     

腐蚀油气管线的可靠性分析

ASME B31G是国际通用的评价腐蚀管线失效应力的标准，考虑到这种方法的保守性，以修正后的B31G模型作为研究腐蚀管线失效应力的基础，考虑管壁厚度、腐蚀速率、工作压力、缺陷深度等随机变量，构建腐蚀油气管线可靠性极限状态函数。然后，采用一次二阶矩法对腐蚀管线进行可靠性分析，得出管线的失效概率、可靠性指标以及剩余使用寿命。此外，为了更加规范的管理腐蚀管线，参照美国石油组织的相关规定，对不同失效概率的管线进行了等级划分。在最后的案例分析中，还讨论失效概率对不同变异系数对的敏感性，计算结果表明失效概率对管壁厚度     

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     

考虑弯剪耦合作用的梁桥可靠度评估

在役梁桥的评估需考虑弯剪耦合作用.将抗力与效应由一元随机变量拓展成二元随机变量,引入美国AASHTO规范采用的修正压力场理论,建立弯剪耦合抗力与弯剪复合效应的概率模型,提出了考虑弯剪耦合作用的可靠度评估方法.算例分析表明,对于复合效应中弯矩、剪切分量都较大的截面,其失效机制是弯剪耦合破坏,传统方法计算结果偏不安全,有必要采用考虑弯剪耦合作用的可靠度评估方法.     

Fatigue reliability analysis of kiln welded shell

<正>This paper presents a probabilistic reliability method for the welded shell during crack growth.The crack growth model incorporated with a failure assessment diagram(FAD),which can provides a better estimation of the critical crack length,is developed to describe fatigue failure.All variables for particular welded joints of the shell are studied. Among them,the stress variables are based on the calculated stress by using the finite element(FE) code ANSYS. Fatigue reliability analysis of the welded shell is performed by using the Monte Carlo simulation method.The failure probability curve of the example kiln is significantly useful to determine the repair schedule of shell cracks.     

埋地输油管道的断裂失效概率评估

利用Monte Carlo模拟方法编制了断裂失效概率的计算程序 ,并对某输油管道进行了实例计算。计算结果表明 ,R6通用曲线、R6附录 8的C Mn曲线、CVDA 84压力容器缺陷评定规范和KI 因子等 4种断裂判据在服役初期的差别微小 ,但在服役后期 ,它们之间的差别增大。在所有的参数中 ,初始裂纹深度、断裂韧性、流变应力和管道壁厚等参数对管道断裂失效概率的影响最大 ,选定的概率分布类型对失效概率的计算结果也有影响。利用水压试验方法可以明显地降低管道在运行时的断裂失效概率。     

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。     

机械零件随机疲劳的等效寿命蒙特卡洛法

机械零件在随机载荷作用下产生疲劳失效。本文建立随机疲劳失效的多维概率模型。论述推导机械零件疲劳失效分布的随机模拟公式。用等效寿命蒙特卡洛法在计算机上进行模拟统计和可靠性分析 ,加快收敛速度 ,提高实验精度。并结合实例 ,计算出轴类零件随机疲劳极限应力的可靠度 ,证明了此方法是可行的。     

复合材料层合板的可靠性优化和鲁棒特征

采用遗传算法分析了存在初始缺陷的复合材料层合板的可靠性优化和鲁棒问题．单元层可靠性分析时,取初始缺陷、强度参数为随机变量,采用一阶矩法和Tsai—Wu准则分析每个单元层的失效概率．系统失效概率的计算基于首层失效假定,把系统看作为单元层的串联结构,系统中任何一个单元层的破坏就看作为系统的失效．在此基础上,对结构的可靠性优化和鲁棒特征进行了研究,分析了对称层合板的层数、可靠度和纤维方向角之间的关系,为结构设计提供参考．     

基于遗传算法的层合板结构的可靠性优化设计

采用遗传算法分析了存在初始缺陷的复合材料层合板的可靠性优化问题．优化设计时，以层合板结构的厚度最小为目标函数，以可靠度要求为约束条件．在可靠度分析中，取初始缺陷、强度参数、单元层的厚度为随机变量，采用一阶矩法和Tsai-Wu准则分析每个单元层的失效概率，系统失效概率的计算基于串联系统假定．通过比较遗传算法与序列二次规划法的计算结果，证实了遗传算法用于可靠性优化设计的有效性．     

岩体边坡滑动稳定的概率分析

考虑了岩体边坡滑动破坏的渐进特点，并将岩体的强度参数作为随机变量，研究了单块岩石稳定性的概率分析方法及考虑岩块间相互作用时岩体边坡整体稳定性的分析方法，提出了可靠度计算公式；最后通过算例研究了岩体强度参数的离散性对边坡稳定可靠度的影响．结果表明破坏概率与破坏转移概率密切相关，岩块间的相互作用对边坡的整体稳定性有较大的影响．