机械强度可靠性灵敏度分析的拟蒙特卡罗法

虽然蒙特卡罗方法具有程序结构简单,计算效率与问题维数无关的优点,但工程结构的失效概率往往很小,要获得精确的结果就需要大量样本,因而计算效率低.针对这一问题,采用Halton序列代替伪随机数并结合重要抽样方法,提出计算可靠性灵敏度的拟蒙特卡罗法.该方法与传统蒙特卡罗法相比显著减少了样本,提高了计算效率,并且误差是确定的.以齿轮为研究对象,通过对接触疲劳可靠性及可靠性灵敏度进行分析,证实了该方法在计算效率上的优势.     

堆垛起重机钢结构体系可靠性分析的蒙特卡罗模拟

通过静态特性研究,分析了移动荷载对结构的剪力、弯矩和应力的影响,分别确定了剪力值最大、弯矩值最大和应力最大的位置.用蒙特卡罗法对起重机钢结构体系可靠性进行研究,并对影响体系可靠性灵敏度最大的的参数进行了分析.     

基于神经网络-蒙特卡罗法的隧道初衬可靠度研究

对于功能函数是隐函数的可靠性分析问题,传统的有限元蒙特卡罗法计算量极大。为了克服此缺点,提出了径向基神经网络-有限元蒙特卡罗法(RBF-MCS)。通过样本训练,创建了径向基神经网络模型。利用ANSYS软件中的可靠度分析模块,分析了基本随机变量对隧道初衬轴力的灵敏度大小的顺序。通过此方法和传统的有限元蒙特卡罗法分别计算了大瑶山隧道初衬的轴力和可靠度,并进行了对比分析。基于径向基神经网络-有限元蒙特卡罗法(RBF-MCS)的计算结果与施工实际吻合较好,通过现场观察也没有发现喷层混凝土压裂破坏,可见计算结果是符合实际的。径向基神经网络-有限元蒙特卡罗法比传统有限元蒙特卡罗法更加适合复杂结构的计算,具有更高的效率、精度和适用性。     

基于人工神经网络的航空轴承疲劳可靠性分析

提出一种人工智能方法进行航空轴承疲劳可靠性分析.通过二次多项式近似拟合温度场效应,建立热弹流润滑效应下航空轴承接触应力分析模型,同时考虑热弹流润滑效应、材料属性以及疲劳强度修正系数的随机性,结合应力-强度干涉理论,运用人工神经网络法完成疲劳可靠性分析,基于改进的一次二阶矩法完成可靠性灵敏度分析.数值算例表明,建立的可靠性分析模型能正确反映热弹流润滑效应对航空轴承接触疲劳的影响.与传统蒙特卡罗方法相比,提出的智能方法具有良好的全局搜索能力和高效的计算性能,并通过无交互方差分析滚动轴承疲劳试验对可靠性灵敏度分析结果进行了验证.     

基于ANSYS的钢框架结构可靠性数值模拟

介绍了蒙特卡罗法和响应面法两种数值分析方法各自的特点,再以有限元程序ANSYS为计算平台,利用ANSYS所提供的APDL(参数化设计)模块进行可靠性计算与分析.分别运用蒙特卡罗法、响应面法对一多层钢框架结构进行了结构整体可靠性的计算与对比分析,从计算结果可得基于响应面的蒙特卡罗法的计算精度和计算效率都要优于传统的蒙特卡罗法.     

基于神经网络的岩土工程结构随机有限元分析

针对有限元蒙特卡罗法计算量大的弊端和岩土工程结构功能函数不能用显式表达的可靠性分析问题，提出并论证了基于神经网络的随机有限元（有限元蒙特卡罗）分析法。神经网络具有高度非线性的映射能力，可用来逼近结构响应量与随机变量的映射关系。通过典型岩土工程结构的应用实例分析，初步显示了基于神经网络的有限元蒙特卡罗法的应用效果和前景。     

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.     

一种新的蒙特卡罗随机有限元方法

针对岩土工程可靠性分析的功能函数是隐式函数或高次非线性函数的特点,提出并从理论上论证隐式功能函数和高次非线性功能函数可靠性问题的新解法,即基于径向基网络的蒙特卡罗随机有限元方法;给出计算框图和计算步骤.以钢筋混凝土浅基础和某矿山矿柱为例,说明其在岩土与采矿工程中的应用.研究结果表明,采用蒙特卡罗随机有限元方法可直接使用确定性有限元分析程序而无需任何改动,对于极限状态函数不能用显式表达和高次非线性的可靠性问题都适用.     

基于拟蒙特卡罗法的电力系统抗震可靠性研究

针对电力系统抗震可靠性评估中蒙特卡罗方法误差收敛相对较慢的特点,将以低偏差序列抽样的拟蒙特卡罗方法应用于可靠性评估中,并结合了在求解传递闭包中能够减少计算量的三角形算法,建立了结合低偏差序列抽样与三角形算法的抗震可靠性计算模型.基于川北地区110 k V发电站与变电站的可靠性分析,分别进行了三种算法下的标准蒙特卡罗方法模拟和Sobol序列拟蒙特卡罗方法模拟.模拟结果表明:在电力系统抗震可靠性求解中,与伪随机数序列相比,Sobol序列的解算结果具有更高的收敛速度.当抽样次数为5 000次时,拟蒙特卡罗(QMC)方法的计算结果为0.6689,误差不超过0.1%,而蒙特卡罗(MC)方法的计算结果为0.6659,误差为0.389%;在相同抽样次数下,三角型算法相对于其他算法具有更高的运算效率,将三角形算法与拟蒙特卡罗方法结合既提高了精确度又提高了运算速度.     

某型航空发动机涡轮盘的可靠性灵敏度设计

航空发动机涡轮盘结构比较复杂,无法直接获得极限状态方程的显示表达式.针对这一问题,提出了涡轮盘可靠性灵敏度设计的Monte Carlo-随机有限元法与神经网络技术相结合的方法.考虑了涡轮盘结构的几何尺寸、材料性能特性和环境载荷的随机性,利用神经网络的非线性映射功能,模拟得到随机响应与随机参数的关系表达式,采用一次二阶矩法进行可靠性设计;通过对涡轮盘的可靠性灵敏度设计,得到了各参数均值和方差对涡轮盘可靠性的影响情况.利用结构可靠性分析软件NESSUS验证了所提方法的正确性,为涡轮盘可靠性灵敏度设计提供了理论参考.     

带有参数非确定性的单层厂房结构的地震响应

将材料参数非确定性和输入外荷载非确定性等的影响用结构的自振圆频率和响应的屈服位移的非确定性来表征，采用Monte-Carlo模拟方法对自振圆频率和结构响应的屈服位移考虑为非确定性参数时结构的非线性最大位移响应、最大恢复力响应进行计算分析，并对结构抗力与外荷载效应的相对比值对非线性结构系统可靠指标的影响进行初步研究。结果表明，非确定性参数对结构最大响应有显著影响，不同的非确定性对结构响应的影响程度不同，在非线性结构动力分析中区分各种非确定性因素的贡献是非常重要的。     

导流泄水建筑物泄流可靠性分析

针对导流建筑物泄水能力的风险性问题,分析了影响导流隧洞泄流能力可靠性的水力因素,用蒙特卡洛方法计算导流隧洞泄流的可靠度,并分别对各水力因素及其均方差进行了灵敏度分析,为改善导流隧洞泄流可靠性提供决策依据。     

细长轴车削加工误差可靠性灵敏度分析

车削加工参数的随机性会影响直径误差,因此,本文提出一种细长轴直径误差可靠性灵敏度分析方法.通过剪切区模型和几何分析法建立直径误差模型,采用Kriging方法重构细长轴车削加工误差与切削参数的函数关系,然后采用蒙特卡罗方法进行可靠性灵敏度分析,据此评价各参数对直径误差的影响程度.研究结果表明:切削速度、刀具前角和直径增加...     

基于可靠度敏感性的神经网络法研究边坡稳定性

针对边坡工程结构功能函数不能显式表达的可靠性分析问题和非线性问题计算量大的弊端．研究结构可靠度敏感性,提出参数的相对敏感性分析方法,并基于该方法提出了神经网络法分析边坡稳定性。具体思路：由可靠指标对随机变量分布参数的相对敏感性分析,确定边坡可靠度主要影响参数;用神经网络模型近似替代响应量与基本变量间的隐式极限状态函数,根据蒙特卡罗模拟法,对网络模型进行可靠度分析,求解结构可靠度指标。基于可靠度敏感性的神经网络法．对均值和成层边坡进行稳定性分析,与传统可靠度计算方法相比．结果表明：该方法分析边坡稳定性是准确的且具有较高的计算效率。     

实况下机械零件的动态可靠性分析

考虑不同工况下载荷变化和强度退化对机械零件可靠性的影响,采用雨流计数法对工况载荷进行统计处理,运用Goodman直线修正法与线性积累损伤法则估计出零件的疲劳寿命.在此基础上,利用等时间段内最大载荷替代载荷变化,Gamma过程模拟强度随机退化的方法来建立渐变可靠性数学模型,最后由随机摄动理论和四阶矩法相结合推导出可靠性灵敏度的表达式.以采煤机扭矩轴为例,估算出扭矩轴在实际载荷下的疲劳寿命,给出各参数变量在疲劳寿命内动态可靠性灵敏度变化规律,分析了参数变量改变对扭矩轴可靠性的影响,并用Monte Carlo仿真进行了验证,结果表明所采用的动态可靠性分析过程符合实际工况,能够为实况下机械零件的动态可靠性分析提供一种方法.     

应用神经网络-蒙特卡罗法的可靠性分析方法

为了提高内燃机设计的可靠度，提出了应用神经网络－蒙特卡罗法求解发动机零部件可靠度的新方法，该方法利用神经网络根据有限元分析样本逼近应力函数，结合应力－强度干涉模型，采用蒙特卡罗随机模拟求取可靠度。将计算结果与常用的一次二阶矩法，设计验算点法相比较，表明该方法是可行的，而且适用面更广，可适用于多参数且服从于任何分布的问题。     

混凝土泵车液压系统仿真研究

分析了混凝土的流动特征,建立了混凝土在管道中的流动模型,用功率键合图法,建立了混凝土泵液压系统仿真模型,进行了计算机数字仿真,并得出了相应变量的瞬态响应值。     

基于随机载荷和强度退化的可靠性灵敏度分析

针对随机载荷和强度退化所引起的动态可靠性问题,将载荷和强度同时考虑成随机过程,利用顺序统计理论得出最大等效载荷,利用Gamma过程来描述机械零件的强度退化过程,并对零件进行动态可靠性建模.在此基础上,运用随机摄动理论和四阶矩技术给出了动态可靠性灵敏度的求解公式,解决了参数服从任意分布的灵敏度求解问题.以零件螺栓为例建立了可靠性动态模型,给出了各参数变量的灵敏度随时间变化的动态曲线,并用Monte Carlo方法进行了验证,结果表明所建立的模型能准确反映出机械零件的可靠性随使用时间的变化规律.     

基于蒙特卡洛仿真的液压系统动态可靠性

由于传统可靠性分析方法侧重于系统静态结构的描述,难以反映系统的动态运行过程,所以采用蒙特卡洛仿真方法研究液压系统的动态可靠性特征,重点计算液压元件故障服从不同分布、元件维修后故障率服从不同分布条件下液压系统可靠性指标的变化.仿真结果表明:修复如新时,不同分布对系统动态可靠性指标影响较小;修复如旧时,不同分布对系统动态可靠性指标影响较大.以可靠性仿真数据为基础,给出液压系统预防性维修策略.     

电缆桥架结构抗震可靠性分析

对电缆桥架结构抗震可靠性进行了理论与试验研究,根据可靠性理论建立了极限状态函数,利用ANSYS建立了电缆桥架参数化有限元模型,选用蒙特卡罗(Monte Carlo)法对电缆桥架进行抗震可靠性分析。模拟结果显示:在95%的置信度水平下,极限状态函数值大于零,失效概率接近0%。对参数敏感性进行分析,发现反应谱对电缆桥架结构可靠性影响较大,其他参数影响很小。对20个试验工况同一测点的位移进行了统计,并与可靠性模拟位移统计结果进行比较,得出两者的位移均值结果基本一致。说明运用此方法对电缆桥架进行抗震可靠性分析是可行的,可用于抗震设计分析,对电缆桥架设计具有参考价值。