结构可靠度分析方法研究

通过对结构可靠度的理论研究,采用分类比较的方法,具体分析了目前较成熟的结构点可靠度的计算方法：一次二阶矩法、高次高阶矩法、响应面法、蒙特卡罗法、随机有限元法,井系统地介绍了结构体系可靠度的计算方法。为人们选用其方法进行结构可靠度计算提供一个有价值的参考,同时提出了结构可靠度今后研究方向的建议。     

论述结构可靠度分析的实用方法

现有的结构可靠度分析方法较多,文中系统地介绍了结构点可靠度的计算方法并对其进行了分类概括和评述,着重对一次二阶矩法、高次高阶矩法、蒙特卡罗法、响应面法和随机有限元法进行了分析。为人们在进行结构可靠度计算时提供了一个有价值的参考。     

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。     

基于响应面和蒙特卡罗法结构位移可靠度

为了研究结构位移可靠度,以门式框架为例,利用MATLAB软件编制基于蒙特卡罗法、响应面法、响应面—蒙特卡罗法的计算程序,采用数值模拟方法对结构进行可靠度分析。得到结构的失效概率、可靠指标、结构最不利点水平位移的概率分布情况。计算结果表明:这几种方法计算结构的失效概率与文献[5]结果接近,但蒙特卡罗法的计算工作量大、时间最长,响应面法的计算时间最短。响应面—蒙特卡罗法、响应面—重要抽样蒙特卡罗法在较少样本的情况下可以达到较高的精度要求,且计算效率较高。本文基于MATLAB编制的可靠度模拟分析程序为复杂结构可靠度分析提供了参考。     

多元复合地基承载力可靠度计算

概括了多元复合地基承载力计算方法,并推导出多元复合地基可靠度研究中的极限承载力状态方程.将免疫算法应用于多元复合地基可靠度计算中,基于可靠度指标的几何含义提出优化目标函数,在求解过程中,免疫算法仅需要目标函数的函数值,使计算更为简便,利用Matlab编制了相应的计算程序.通过算例,采用蒙特卡罗法和免疫算法进行对比计算,结果表明免疫算法在进行多元复合地基承载力的可靠度分析时,收敛速度快并且结果精度高.     

蒙特卡罗法在结构可靠度分析中的应用

本文在蒙特卡罗直接法的基础上,利用全概率公式,导出了改进的蒙特卡罗法.大量分析计算结果表明:该法与目前在结构可靠度分析中常用的几种蒙特卡罗法相比,具有适用性广、收敛性好、模拟次数基本不受失效概率影响等优点,不仅能求解构件可靠度问题,而且能方便地求解体系可靠度问题,对于一般工程问题,只需模拟二、三万次,就能满足精度要求.     

基于响应面重构的一种可靠度计算方法

大型复杂结构的可靠度分析中,极限状态方程往往无法显式表达。针对这种情况,文章采用二次多项式函数重构响应面来寻求设计验算点;然后在设计验算点附近,采用BP神经网络重构响应面,拟合极限状态函数;在此基础上,采用基于最优化原理的蒙特卡罗方法求解结构的可靠性指标。与其他单一的响应面重构方法相比,文中方法具有计算简便及精度高的特点;工程计算语言Matlab采用矩阵操作,并提供了包括优化、统计、神经网络在内的大量工具箱,而且语言简单,使得编程效率大大提高,能快速方便地实现可靠度计算程序的编制。     

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。     

基于动态蒙特卡罗法的在役钢管混凝土拱桥可靠度评估

基于时变可靠度理论,考虑桥梁结构的中介状态,结合现行规范给出了钢管混凝土拱桥三级工作模式的具体确定方法,建立了可靠度与三级工作模式的直接关系。引入状态变量,通过可变时间增量法推导了动态蒙特卡罗法失效概率与损伤概率的基本公式。算例以一座运营了10年,主跨83.6m的钢管混凝土拱桥为对象,根据实桥试验数据,用动态蒙特卡罗法评估了该结构的可靠度。算例桥在第10年时,损伤可靠度与失效可靠度均大于规范规定的目标可靠度,结构处于完好工作状态,这一结论与实际情况相符。     

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.     

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.     

交直流并联系统可靠性与概率动态安全分析（Ⅱ）——模拟的时序结构及并行分解算法

描述了用Monte Carlo模拟法评估交直流并联输电系统可靠性和概率动态安全性指标时的模拟时序结构。提出并证明了随机模拟的并行分解定理，建立了并行分解算法。最后通过算例说明了本文方法应用的可行性。     

A型井架结构可靠性分析与蒙特卡罗实现

采用大型通用有限元程序ANSYS提供的APDL(参数化设计)语言将结构分析与其PDS(概率设计系统)模块的统计分析能力相结合的蒙特卡罗有限元法,计算得到井架系统的失效概率及相应的可靠指标β,说明了利用ANSYS的概率分析功能实现结构的可靠性分析的可行性.根据实际工程结构算例详细叙述了该方法实现的流程.     

地铁车站基坑工程工期风险值计算

基于全概率、蒙特卡洛思想,构建阶段工期变化风险值的计算方法与步骤.从工期未发生异常变化、工期发生异常变化但未采取补救措施,以及工期发生异常变化且采取补救措施3方面进行阶段工期变化风险的概率计算,建立了工期异常时间全概率法的计算公式;运用蒙特卡洛思想,构建了基于Matlab的阶段工期变化风险蒙特卡洛法的计算步骤,并将贝塔分布函数用于描述工期变化.最后以某车站基坑工程为例,计算获得了该基坑开挖与支护工期变化风险值,验证了全概率法和蒙特卡洛法的实用性.     

矿业工程项目施工工期可靠性预测研究

工期是矿业工程项目管理的三大目标之一,本文引入施工工期可靠性这一指标衡量矿业工程项目工期管理水平.基于蒙特卡洛模拟法与计划评审技术相结合提出了工程项目施工工期可靠性的预测模型.与传统计划评审技术方法相比,用蒙特卡洛模拟法求解的优点在于通过模拟构造多个方案,弥补了传统计划评审技术的假设条件造成的误差,提高了计算精度,更加符合实际工程的情况;最后以一工程实例进行了应用.     

基于蒙特卡罗法的植物叶片可靠性分析

为探索植物叶片各变量参数及加载载荷与其可靠性之间密切关系,采集石栗新鲜植物叶片,通过三坐标测量仪获取植物叶片的坐标数据点云,在ANSYS中建立简化的叶片有限元模型,基于蒙特卡罗法对叶片模型施加随机风载求解计算.结果表明:假如模拟次数足够多,运用ANSYS 软件与蒙特卡罗相结合的随机有限元法分析植物叶片的可靠性是可行的.     

基于蒙特卡罗法的机械可靠性仿真

机电设备的高可靠性,是确保工业企业安全生产的前提．为了提高机电设备的可靠性,提出了一种实现机械可靠性仿真的新方法．新方法的基本思想是：在样本数据有限时,应用蒙特卡罗法补克若干随机数据,从而可以确定机械零部件的可靠度及其置信水平．文中将这一新方法应用到一个实例——工程机械轮胎可靠性仿真,所得可靠度与实际作业的统计数据甚为接近．     

基于PC箱梁桥竖向预应力振动测试法的施工关键技术

为阐述精扎螺纹钢筋竖向预应力体系的可靠性,介绍了箱梁桥竖向预应力振动测试方法的操作流程,及其在30余座大跨度PC箱梁桥中的基本应用情况.通过应用箱梁桥竖向预应力振动测试方法指导现场施工的成功实践,总结了影响竖向预应力张拉质量的具体施工技术要点,对于精扎螺纹钢筋竖向预应力体系施工质量的监督与控制具有指导意义,同时证明了精...     

人工鱼群和蒙特卡罗混合算法的应用

为方便快捷地使用计算机求解二重积分的数值解,采用人工鱼群和蒙特卡罗的混合算法,将蒙特卡罗求解二重积分数值解的思想引入到人工鱼群算法中,改进了人工鱼群算法中的适应度函数和积分求和公式。最后,通过一个算例进行了验证,实验结果表明:当分割点数目仅为100时,误差已经降低为0.000 410 7;而进化策略的实验结果是:当分割点数目达到1 024时,误差才降为0.000 148.改进的后算法一方面很好的体现了人工鱼群算法易于和蒙特卡罗算法结合的优点,另一方面在保留改进的蒙特卡罗算法原有优点的基础上,也在一定程度上减少了分割点的数目,提高了算法的收敛速度和数值计算精度。经过分析研究与实例验证,其计算结果和其他方法进行比较表明该方法是可行有效的,对构建高效的二重积分数值求解算法进行了有益的探索。     

MonteCarlo方法在定积分近似计算中的应用

首先介绍了MonteCarlo方法的发展过程及基本思想,然后详细给出了利用MonteCado方法求解一维定积分近似值的一般过程．并以二维定积分为例将其推广到多维定积分。