随机参数桁架结构的有限元与可靠性分析

对随机参数桁架结构在随机荷载作用下的有限元分析方法进行了研究.分别或同时考虑了结构的物理参数、构件的几何尺寸和作用荷载幅值等的随机性;应用代数综合法,对结构位移和应力响应随机变量的数字特征计算表达式进行了推导,进而得到结构各响应量的可靠度指标.通过算例表明文中提出的基于概率的随机桁架结构分析与可靠性分析方法的合理性与可行性.     

基于随机因子法的桁架结构有限元热分析

对随机参数桁架结构在随机外界温度场作用下的分析方法进行了研究.基于有限元方法,利用随机因子法建立了桁架结构的物理参数、几何参数和外界温度场分别或同时具有随机性时的结构有限元方程,应用求解随机变量函数统计矩的代数综合法对结构响应(位移和热应力)的数字特征计算表达式进行了推导.通过数值算例,分析了各种随机参数的随机性对结构位移和热应力响应的影响,并验证了文中模型和方法的合理性与可行性.     

模糊随机桁架结构的平稳随机振动分析

研究了具有模糊随机参数的桁架结构在平稳随机激励下的动力响应．同时考虑结构参数的模糊随机性，利用模糊因子法和最优化方法从时域上推导出了结构位移响应的模糊随机相关函数矩阵；进而利用模糊因子法推导出频域上动力响应的模糊随机均方值的表达式，最后用随机变量的矩法和代数综合法推导出了动力响应均方值模糊随机变量的模糊数字特征．通过算例考察了结构参数的模糊随机性对动力响应均方值的模糊随机性的影响，从分析结果中得出了参数的模糊随机性在结构随机振动分析中是不容忽视的结论．     

模糊随机结构有限元及可靠性分析的双因子法

研究了具有模糊随机参数桁架结构的有限元分析和广义可靠性指标计算的问题．同时考虑结构参数和荷载的模糊随机性,基于双因子法建立了模糊随机桁架的静力分析模型,推导了结构模糊随机响应计算式,利用求解随机变量数字特征的代数综合法给出了结构响应的模糊数字特征,并以此为基础给出了结构广义可靠性指标公式,为后续的结构优化工作提供了基础．     

线性随机智能桁架结构闭环动力响应

不仅压电智能桁架结构的阻尼、物理参数、几何尺寸具有随机性，而且外载荷幅信、闭环系统控制电压同时具有随机性时，利用振型迭加法导出了结构动力响应随机变量的数字特征计算表达式．算例表明文中所提出的动力响应分析模型和方法是合理可行的．     

基于信息熵模糊桁架结构有限元分析

研究模糊桁架结构在模糊力作用下的有限元分析方法．考虑桁架结构材料物理参数、几何尺寸和外荷载同时为模糊变量,利用信息熵将模糊变量转变为随机变量．基于随机因子法,利用代数综合法推导出结构位移和应力响应的均值、方差的计算表达式．通过算例,分析了结构物理参数、几何尺寸和外荷载的模糊性对结构位移和应力响应的影响．     

基于概率的工程结构动力响应分析

研究了结构动力响应的概率分析方法,推导了结构物理参数和作用荷载幅值同时具有随机性时结构动力响应随机变量的数字特征的计算表达式,提出了随机荷载激励下随机参数结构动力响应分析的求解方法。     

基于神经网络的斜拉桥非线性随机静力分析

对于大跨度柔性斜拉桥的设计和结构分析来说，考虑结构几何非线性效应进行静力分析是一项重要的内容。但是，材料、几何尺寸、外部荷载等的随机性将影响计算结果。本文基于神经网络提出了斜拉桥非线性随机静力分析方法。通过若干次确定性有限元数值抽样对神经网络训练，训练后的神经网络能够模拟随机变量与结构响应之间的非线性映射关系。算例研究表明，各种随机变量的变异对斜拉桥结构响应影响规律不同。同其他随机变量相比，斜拉索弹性模量变异对斜拉桥跨中挠度影响最显著。主梁截面面积变异对斜拉桥跨中挠度和尾索索力具有显著的影响。     

基于响应面的三维随机有限元法在大型结构可靠度分析中的应用

工程中大型、复杂结构的极限状态方程与输入随机变量的关系往往是未知的,利用响应面法,用一个二次多项式来模拟结构的极限状态方程.首先利用中心复合设计技术获得有关输入随机变量的多组试验点,用这些试验点分别调用有限元程序,可得到相应的多组输出随机变量;然后由已获得的输入、输出随机变量,用最小二乘法来估计二次多项式的参数,即可得到极限状态方程的一个合理近似式;最后用结构可靠度分析中的几何法来计算可靠度指标.对一个重力坝的建基面抗滑稳定可靠度以及坝体单元的可靠度进行了研究,得到了一些重要的结论,指出了提高可靠度指标的途径.算例表明了该方法的有效性.     

有限体积法的弹性结构动力学随机分析

为了研究随机载荷对弹性结构动响应随机性的影响,基于有限体积法(FVM)发展了一种求解弹性结构随机动响应统计特性的计算方法.基于FVM的控制方程推导出响应量对基本随机变量偏导的显式求解方程,接着将响应量在随机变量的均值点处进行泰勒展开,并在展开式两端同时取均值或方差可求得响应量的均值和方差;最终,考虑炸药的装药量和爆距作...     

具有随机约束刚度的结构的特征值

建立了结构边界具有随机约束刚度的特征值问题的方程和边界条件,通过摄动法,将随机的微分方程和边界条件化为一组确定的微分方程和边界条件。利用有限元离散方法,得到了统计特征值的一阶摄动近似表达式,并用算例对方法进行了说明和验证。     

受电弓弓头悬挂系统的随机跳跃与分岔

基于随机平均法研究考虑刚度非线性时DSA X型受电弓弓头悬挂子系统的随机动力学特性.建立弓头悬挂子系统的非线性动力学模型,基于受电弓的结构参数计算获得非线性刚度.弓网间接触压力简化为对弓头悬挂系统的周期和随机组合外激励,建立描述弓头悬挂动态行为的非线性随机微分方程.基于随机平均法得到弓头悬挂子系统的稳态响应统计量,研究非线性强度对稳态响应的影响规律.结果表明,弓头滑板的稳态响应出现随机跳跃,随着非线性强度的变化随机跳跃会产生或消失,即发生分岔.     

Wind-induced response analysis of conical membrane structures

Conical membrane structures as a typical form arewidely used in engineering practice. For example, theShanghai Stadium, Weihai Stadium in China and theRiyadh Stadium in Saudi Arabia are all composed of afew conical membrane structures. This form of mem-brane structure is characterized by a high point in themiddle and low supporting edges around the border,like a cone.The edge elements of the conical membrane struc-ture may be rigid beams or flexible cables supported byseparate columns or b…     

不加权算术平均组对方法的改进及应用

为了解决传统不加权算术平均组对方法(unweighted pair group method with arithmetic mean,简称UPG- MA)存在的"tie trees"问题,通过改进UPGMA,提出了不加权算术平均组群方法(unweighted multiple group method with arithmetic mean,简称UMGMA),从理论和应用上证明了UMGMA能产生唯一的进化树,并且在UPGMA树唯一时,UMGMA树和UPGMA树在不计分支次序时完全相同,解决了UPGMA树的唯一性问题.与UPGMA不同之处在于,UMGMA反复利用极大紧邻子树上的顶点把多个距离最近的种群进行合并,因此在UPGMA产生的二叉树不唯一时,UMGMA能产生一棵具有唯一拓扑结构的多叉树.通过适当选择大于0的容差参数,UMGMA还可以在不同的宏观层次上产生容差进化树,以突出物种较多时进化树的整体脉络.     

随机多孔介质中的不混溶驱替

对随机多孔介质中粘滞指进的分形性质进行研究,建立正方网格来模拟多孔介质中润湿流体的侵入和流动,运用决定论模型进行研究。结果表明,多孔介质的几何拓扑强烈地影响了粘滞指进的结构和驱替过程。粘滞指进图像扫及面积随着迭代次数n的增加而增大。增加迭代次数n和网格尺寸,会导致驱扫效率E的增大。     

结构失效模式可靠度指标对随机变量的敏感性分析

首先用基于响应面的随机有限元法来获得失效模式上各个单元的极限状态方程,然后用逐步等效线性化法获得该失效模式的等效线性化极限状态方程,从而可以很方便地用失效模式的可靠度指标对随机变量的敏感性进行分析.对一个碾压混凝土重力坝的3个层面进行了分析,数值算例显示,应用Mohr-Coulomb准则时,失效模式的可靠度指标对抗剪断粘聚力最为敏感;抗滑稳定可靠度指标对抗剪断摩擦系数的变异系数非常敏感,而对于抗剪断粘聚力的变异系数不太敏感.算例表明该方法对于大型、复杂结构的随机变量的敏感性分析是有效的.     

随机振动响应谱特性估计的数字模拟方法

本文研究了采用数字模拟方法进行随机振动的响应谱估计问题,提出了具有高计算效率的模拟方法.文中表明,采用所给出的2SLS法可导出精确的ARMA模型,从而实现对随机激励的精确模拟.激励作用的ARMA模拟不仅提高了计算效率,且使ARMA谱分析中参数的确定问题呈线性关系,从而可方便地采用ARMA谱分析法,由短数据样本得到好的谱估计.     

降雨和库水位升降条件下考虑非饱和渗透系数空间变异的边坡可靠度分析

降雨和水位升降对库岸边坡具有显著影响,传统确定性分析难以准确评估其稳定性。考虑降雨和水位升降联合作用下水力参数的空间变异性,进行非饱和土边坡可靠度分析具有重要意义。以赣江库区中的莒洲岛边坡为研究对象,以贝叶斯方法校准的多元水力参数的联合随机场为基础,建立非饱和土边坡的稳定性分析方法。根据有限的岩土力学室内试验数据,采用贝叶斯方法校准土水特征曲线的模型参数,并从VGM、VGB、VG和FX模型中选出最优模型;联合多元水力参数的随机统计特征,生成非饱和土边坡渗透系数的随机场空间分布;针对2021年5月赣江水位快速升降并伴随暴雨的工程背景,将上述方法应用于莒洲岛库岸边坡的稳定性分析。研究结果表明,暴雨与水位变化的联合作用对边坡安全系数的影响显著,确定性分析的边坡安全系数偏低,考虑非饱和渗透系数空间变异性后计算所得到的SWCC综合可靠指标不能满足规范要求,需采取额外的边坡工程加固措施以保证边坡的长期稳定性。     

车辆动态行驶称重系统的精度评估方法研究

对于一个动态（WIM）称重系统,静态载质量的测量误差是随机的,其标准偏差很大程度决定于测试时的重复性和再现性条件。在分析了OIML法规中相应术语与参数的基础上,从理论层面深入分析了该法规中WIM系统精度等级评估方法,并通过试验验证了此方法的正确性和可行性。此评估方法对于评估新研发的WIM系统精度非常有效,保证了WIM系统实际检测车辆载荷数据的可信性。