蒙特卡罗法在零件可靠性设计中的应用

蒙特卡罗法简称蒙特法,是一种计算机模拟方法,应用于机械CAD中,可节省时间和劳力,大大提高工作效率,同时确保计算的高效、准确,对可靠性设计提供了保证。本文将此方法应用于零件可靠性设计,得出计算机模拟结果,通过与理论结果比较,验证了此方法的可行性。同传统代数法和矩法计算可靠度相比,蒙特卡罗法无须知道应力和强度分布类型及概率参数,能够有效地解决问题。缺点是为提高计算精度必须进行大量模拟计算,需要较长的计算时间。     

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.     

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.     

伴随蒙特卡罗方法在自然伽马能谱测井中的应用

对伴随蒙特卡罗方法在自然伽马能谱测井中的应用进行了理论研究，确立伴随蒙特卡罗方法与计算自然伽马能谱能量的对应关系，提出了建立在伴随蒙特卡罗方法基础上的能量指向概率方法，给出了实例的模拟计算结果，并与传统指向概率方法的模拟结果进行了比较，理论研究和模拟结果表明，对体源及点探器的情况，特别是深穿透情况，用伴随蒙特卡罗方法及能量指向概率方法计算能量有明显的优点，对生产初中有重要的指导作用。     

基于蒙特卡罗法的液化危害性评价方法探讨

基于蒙特卡罗法建立了标准贯入击数的极限状态方程，编制了相应的计算液化危害概率的程序，在此基础上对砂土液化危害性评价的可靠性分析方法进行了探讨，并结合工程实例与规范判别法进行比较，验证了该可靠性分析方法应用于砂土液化分析的可行性和准确性，得到了一些有意义的结论。     

蒙特卡罗法在机械可靠性中的应用

蒙特卡罗法是通过随机变量的统计试验或随机模拟,求解数学、物理和工程技术问题的近似解的数值方法,用传统的数值计算方法求解可靠性中函数的分布以及分布参数时要计算多种积分,导致问题复杂不易求解,通过蒙特卡罗法的数值近似随机求解可大大简化这类问题的求解。本文通过求解强度分布、分析可靠度等例子说明蒙特卡罗法在机械可靠性中的应用。     

伴随蒙特卡罗方法在自然伽马能谱测井中的应用

对伴随蒙特卡罗方法在自然伽马能谱测井中的应用进行了理论研究，确立了伴随蒙持卡罗方法与计算自然伽马能谱通量的对应关系，提出了建立在伴随蒙特卡罗方法基础上的能量指向概率方法，给出了实例的模拟计算结果，并与传统指向概率方法的模拟结果进行了比较。理论研究和模拟结果表明，对体源及点探器的情况，特别是深穿透情况，用伴随蒙特卡罗方法及能量指向概率方法计算通量有明显的优点，对生产实践有重要的指导作用。     

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。     

机械传动系统可靠性设计模型(Ⅲ)——以单级圆柱齿轮减速器为例

在建立了机械传动系统可靠性设计模型后,介绍了相关变量的处理方法·在此基础上以单级圆柱齿轮减速器为例,考虑影响减速器工作的各种随机因素,进行可靠性优化设计·以变量独立变换理论为基础建立可靠性设计的目标函数,通过独立变换,把各个零件间相关的强度转化为相互独立的变量,保证了计算的正确性和准确性;再确定各种约束条件,采用外点罚函数法求解·利用外点罚函数法不限制初始点的优点,通过优化得到很好的结果·最后,通过蒙特卡罗法验证本方法的可靠性和准确性,可知本方法与蒙特卡罗法的结果大致接近·     

铁路接触网系统可靠度的仿真计算

提出了一种基于径向基神经网络、有限元分析和蒙特卡罗(Monte CarloMethod)数值模拟相结合的铁路接触网系统可靠度的计算和可靠性分析,建立了接触网系统可靠度计算的数学模型和神经网络模型.用此方法计算出了接触网接头线夹的可靠度并就外部参数的变化对可靠性影响进行了评价,该方法精度高、简便易行,为复杂的铁路系统可靠性设计和研究提供了一条新的途径.     

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.     

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。     

宁静：计算机模拟突发事件

宁静 博士、研究员，北京市计算中心副主任。主要从事计算机虚拟现实和仿真技术的基础理论及算法研究，成功地把模拟退火方法引入到三维图像重建中，把计算数学中的蒙特卡罗方法引入到计算机模拟医学图像中。2005年入选北京市科技新星计划。     

蒙特卡罗计算机模拟方法及其在流体理论研究中的应用

概述了蒙特卡罗计算机模拟方法在现代科学研究中的地位，介绍了该方法的基本原理。该方法在流体理论研究和石油勘探开发中已经得到广泛应用，计算机模拟的使用范围和预测精度都有了较大提高。蒙特卡罗计算机模拟方法作为了解自然规律的重要手段有较好的发展前景     

基于折合信息的固体火箭发动机可靠性综合评估

固体火箭发动机各单元具有不同的分布类型,且在成败型数据中含有大量零失效数据,直接采用解析方法或者蒙特卡罗方法评估其可靠性都比较困难．首先把指数分布和正态分布单元的寿命信息折合成成败型信息,对于威布尔单元,采用纠偏的Bootstrap方法计算其可靠度置信下限,然后再折合成成败型信息,在此基础上用经典近似限方法计算系统的可靠度置信下限．把蒙特卡罗方法和经典方法结合在一起,设计了基于折合信息的固体火箭发动机可靠性评估方法．该方法同时可以适用于其它大型复杂系统的可靠性综合评估．     

基于折合信息的固体火箭发动机可靠性综合评估

固体火箭发动机各单元具有不同的分布类型,且在成败型数据中含有大量零失效数据,直接采用解析方法或者蒙特卡罗方法评估其可靠性都比较困难．首先把指数分布和正态分布单元的寿命信息折合成成败型信息,对于威布尔单元,采用纠偏的Ｂｏｏｔｓｔｒａｐ方法计算其可靠度置信下限,然后再折合成成败型信息,在此基础上用经典近似限方法计算系统的可靠度置信下限．把蒙特卡罗方法和经典方法结合在一起,设计了基于折合信息的固体火箭发动机可靠性评估方法．该方法同时可以适用于其它大型复杂系统的可靠性综合评估．     

美式期权定价的拟蒙特卡罗模拟及其方差减小技术

在研究拟蒙特卡罗方法的基础上，选择对美式期权定价有较好稳定结果的Faure序列代替原来的伪随机序列，得到了优于LSM模拟的结果，使模拟方差得到缩减。在此基础上，综合考虑蒙特卡罗模拟的方差减少技术，把控制变量技术与对偶变量技术相结合的复合方差减少技术运用到美式期权定价的过程中。通过模拟结果发现，控制变量技术对LSM模拟和LSQM模拟都能产生较理想的方差缩减效果，结合使用控制变量技术的LSQM模拟无论是在计算效率还是结果的稳定性方面，都比使用控制变量技术的LSM模拟好。如果再将控制变量技术与对偶变量技术相结合的复合方差减少技术与LSQM模拟方法相结合，得到的模拟结果则更精确。     

离子注入和溅射率的蒙特卡罗模拟计算

蒙特卡罗方法是一种模拟随机性问题的好方法 ,文章依据离子注入和溅射原理并运用蒙特卡罗方法在计算机上模拟了氩离子注入铜靶中的注入离子轨迹、碰撞级联和铜靶在氩离子不同能量和氩离子不同入射方向时的溅射率 ,并对所取得的模拟结果进行了分析研究 ,为提高溅射镀膜生产效率提供了理论依据。     

基于可靠度的钢结构体系稳定设计方法

基于可靠度的钢结构体系稳定设计理论，提出了通过抗力分项系数验算结构稳定性的方法．在确定分项系数时，考虑了结构的材料和几何初始缺陷，使用基于响应面函数的蒙特卡罗模拟方法对结构进行二阶弹塑性分析．通过3个典型算例，比较了此方法与现有稳定设计方法所得结果，分析了现有稳定设计方法在不同情况下的误差及其原因，明确了计算长度方法和二阶弹性分析方法的适用范围，验证了此方法的正确性。