基于APDL的大型桥梁结构可靠度分析程序

以响应面法为核心,使用APDL语言编制了结构可靠度分析程序,与ANSYS强大的有限元分析功能相结合,可以直接对大型结构进行可靠度分析。本程序可以自由选择可靠度分析的随机变量,定义极限状态方程并计算可靠指标。首先用若干算例对程序进行了验证,然后对国内某一大跨度悬索桥进行了静力可靠度分析,得到的结果合理可靠。     

变电构架模糊可靠度分析

针对变电构架可靠性研究的需要,本文利用模糊可靠度方法,对变电构架的可靠度进行分析,并与模糊综合评判法的评判结果进行比较,对变电构架的结构特性进行了定性的分析和探讨.     

神经网络与响应面法相结合分析

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.     

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.     

神经网络与响应面法相结合分析

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．     

一种基于复数变量求偏导的随机有限元可靠度法

提出一种基于复数变量求偏导的随机有限元可靠度法.将工程中的随机因素设置为复数变量,通过复数函数的泰勒级数展式得到一阶导数的近似计算式.这种求导方法效率高,精度高,应用简单方便,只需在复数空间进行有限元计算,无需对有限元方程进行偏导计算,便可求出响应量的偏导数,进而求得响应量的方差.在随机有限元一次二阶矩的迭代格式中,取复数空间有限元计算结果的实部作为响应量的值,这样在求可靠度系数的迭代过程中,无需再在实数空间进行计算.复数变量法大大简化了随机有限元(SFEM)和随机有限元可靠度(SFEMR)的计算和编程过程,为工程应用提供了一种现实可行的途径.     

基于随机有限元的车辆结构可靠度分析研究

提出了一种运用可靠度理论中的改进一次二阶矩法和有限元分析相结合的方法,并以转向架结构为对象,对构架侧梁关注部位进行了可靠度分析.分析考虑了结构、材料及外载荷的随机离散性,给出了结构的可靠度指标,同时通过各随机变量的灵敏度分析,给出了它们对结构设计与制造可靠性的影响程度.     

基于随机有限元的拱坝坝肩稳定可靠度分析

以有限元和可靠度理论为基础,提出了应用于拱坝坝肩抗滑稳定分析的随机有限元基本思路.通过与可靠度理论相结合,考虑变量的随机特性,建立荷载效应与基本随机变量之间的关系.在随机有限元的基础上进行拱坝坝肩抗滑稳定的可靠度分析,计算出相应的可靠指标.对一实际工程进行计算和分析,验证随机有限元方法在拱坝坝肩抗滑稳定分析中的应用.     

基于随机响应面法的基坑地连墙可靠度分析

基于随机响应面法和ABAQUS有限元软件,建立了基坑地连墙最大侧向位移的随机响应面函数,得到地连墙的功能函数,对随机响应面进行了拟合精度验算,基于随机响应面法对地连墙进行可靠度分析.结合基坑工程实例,利用随机响应面法计算了支护结构的可靠指标,并且对比分析了土体参数的随机性对随机响应面拟合精度和结构可靠指标的影响.结果表明:①基于概率配点法的随机响应面的拟合精度很高;②弹性模量相较于内摩擦角和黏聚力对支护结构可靠指标的影响更加明显;③支护结构最大侧移的控制指标为30 mm时,三种随机变量下结构的可靠指标均大于4.5,表明基坑稳定性很好.     

基于有限元强度折减法的多层边坡非侵入式可靠度分析

非侵入式的可靠度分析方法具有可以充分利用通用商业有限元软件、便于在实际工程中应用的特点,日益受到工程师们的青睐.本文提出了基于有限元强度折减法的边坡非侵入式可靠度分析方法,并研究了该方法在多层土质边坡可靠度分析中的应用.该方法可以考虑土体参数的空间变异性,基于通用有限元软件求解安全系数,借用随机响应面法实现高效的可靠度分析.结果表明,基于有限元强度折减法的非侵入式边坡可靠度分析方法不仅能够有效地考虑土体参数空间变异性对边坡可靠度的影响,而且能够自动搜索到非圆弧形最危险滑面,所提方法为解决考虑空间变异性的多层土质边坡可靠度问题提供了一条有效的分析途径.提出的改进概率配点法能够有效地提高奇数阶随机响应面的计算精度.采用圆弧形滑面可能会明显高估边坡可靠度水平,因此,十分有必要采用无需事先假定滑面形状的有限元法进行边坡稳定性分析.此外,Sobol指标能够有效地反映随机变量的敏感性,为边坡设计方案优化提供参考依据.     

珠江黄埔大桥斜拉桥主梁可靠度分析

作为斜拉桥结构主要承重构件的主梁,其可靠性关系到整个结构体系的安全.有限元可靠度方法对于大型复杂结构的可靠度分析有明显的优势,基于此方法研究珠江黄埔大桥斜拉桥的主梁可靠度并对其进行了敏感性分析.考虑几何非线性的影响,建立了基于有限元方法的斜拉桥主梁可靠度计算模型,通过对有限元列式直接微分的方法获得结构响应的梯度,采用一次可靠度方法计算可靠度指标,并根据计算结果直接对随机变量分布参数进行了敏感性分析.计算结果表明,该桥的主梁是足够安全的;布载方式对主梁可靠度有明显影响;主梁可靠度指标β对主梁的抗弯承载能力的均值和标准差最敏感.     

构架空间多支管节点试验研究与力学分析

文章通过试验和有限元方法对风帆式变电构架新型空间多支管节点的力学性能进行了研究。首先通过节点足尺模型静力加载试验,对加载过程中节点的应力分布及发展趋势进行了研究;然后,运用ABAQUS有限元软件对节点进行三维建模,根据节点试验的边界条件对节点进行数值模拟,并将节点的有限元计算结果和试验结果进行比较分析。结果表明,节点在1.5倍控制工况加载过程中满足工程设计的强度和刚度要求,且存在足够的安全储备。风帆式变电构架节点作为一种新型空间多支管节点,设计合理,力学性能优越,可作为新型变电站构架的设计参考。     

大跨混凝土刚构桥参数识别和标高控制动态可靠度评估

针对大跨混凝土刚构桥成桥线形对桥梁受力影响很大这一问题,介绍了施工过程中影响桥梁线形的主要结构因素及其概率分布.提出了基于响应面法进行大跨混凝土刚构桥参数识别和标高控制动态可靠度评估方法,该评估方法包括试验设计、有限元分析、响应面函数拟合、参数识别和标高控制动态可靠度评估.以镇大公路运河大桥为例,利用施工监测数据进行结构施工过程中的参数识别,对施工过程中的标高控制动态可靠度进行评估.通过标高控制动态可靠度来确定各关键截面的允许施工误差,将参数识别和标高控制动态可靠度相结合实现施工过程中的线形控制.     

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。     

车致火灾作用下预应力混凝土T梁易损性计算方法

为了对车致火灾下预应力混凝土T形截面梁桥进行抗火性能评估,利用响应面分析法建立响应面函数(RSM)来模拟结构的非线性有限元分析,用蒙特卡洛抽样(MCS)来模拟参数的随机性,然后建立了基于响应面函数以及蒙特卡洛模拟(RSM-MCS)的车致火灾易损性分析方法。该方法中将桥梁构件的损伤等级划分为轻微损伤、中等损伤、严重损伤、完全损伤4个等级,用构件的剩余承载力定义其损伤度,并根据已有的试验和理论成果定义不同损伤状态的界定标准;研究火灾和结构自身参数的随机性问题,并基于中心复合试验设计对参数进行抽样,形成试验样本和检验样本,建立基于RSM-MCS的易损性分析方法,并以此开展预应力混凝土T形截面梁的易损性分析。研究结果表明:基于构件剩余承载力的易损性指标满足了不同破坏模式的需求,其界定标准反映了不同构件的损伤状态;火焰温度、火灾燃烧时间及火焰距受火面的距离3个参数能够很好描述火灾对结构作用的随机性;中心复合试验设计显著减少了复杂的有限元计算;在充分考虑火灾和结构不确定因素的情况下,易损性曲线能较好地反映T形截面梁在不同温度及不同损伤状态下的失效概率;车致火灾作用下预应力混凝土T梁易损性计算方法研究可为其灾前风险评估及灾后性能评估提供依据。     

位移Taylor展开对结构三维随机有限元可靠指标的影响

位移Ｔａｙｌｏｒ展开对结构三维随机有限元可靠指标的影响刘宁，李同春（工程力学系）（水利水电科学研究所）对于基于随机有限元的可靠度计算，文献［１，２］给出了基于三维随机有限元的可靠度计算方法，但是，该法在可靠指标的迭代求解过程中，为了避免每次对迭代过程...     

隧洞结构截面与体系可靠度计算

本文研究适于复杂地基条件下隧洞结构截面可靠度计算的随机有限元法以及体系可靠度分析的数学模型，导出了有关计算公式，编写了电算程序。计算了某水工隧洞结构的截面可靠度和体系可靠度，并分析了隧洞的长度和破坏区域的平均长度对体系可靠度的影响。     

仿射空间可靠度分析的理论和方法

针对含有相关随机变量的结构可靠度问题,建立了仿射坐标空间结构可靠度的计算理论,得到了仿射空间中二维、三维乃至多维随机变量情况下可靠度指标的几何意义,证明了传统可靠度和可靠指标的表达式属仿射空间可靠度的特例,并据此推导了随机变量服从一般分布条件下可靠指标的计算格式,避免了相关随机变量正交化分解过程.与随机有限元相结合,分析随机结构的可靠性,通过算例验证了所建立理论方法的正确性,并且具有较高的计算精度和计算效率.     

钢筋混凝土结构构件体系可靠度分析

结合钢筋混凝土结构构件的开裂特性,提出了在非线性随机有限元基础上求解体系可靠度的简化计算模型,在此基础上解决了承载能力极限状态下正截面钢筋混凝土梁体系可靠度及正常使用要限状态下钢筋混凝构件限制裂缝开展宽度体系可靠度计算问题,算例分析表明本文方法是合理可行的。     

基于概率累积损伤及Wiener过程的转向架 可靠性研究

提出一种基于实测应力数据的研究城市轨道车辆构架疲劳可靠性变化规律的方法.为了建立结构损伤与可靠性之间的关系,通过新型启发式算法拟合出每一日应力谱的概率密度函数,进而基于统计分布特征推导了一种考虑载荷相互作用的概率累积损伤模型;然后考虑到某一结构区域不同传感器结果的差异性,采用具有随机效应的Wiener过程通过概率损伤统计量与马尔可夫链-蒙特卡洛方法求得结构可靠度随运营里程的总体变化规律.实测数据计算结果表明,提出的可靠性计算方法可以得到与工程经验相符的构架疲劳可靠性结果.