空间杆系结构的随机有限元分析

针对杆系结构分别或同时考虑了结构的物理参数、构件的几何参数及作用荷载等的随机性,提出了将确定性有限元随机化的方法,结合H-L（Hasofer-Lind）几何法,以结构的位移响应作为功能函数,得到结构中构件的可靠指标.通过算例表明随机变量的变异系数对构件可靠指标有较大影响,当同时考虑多个基本随机变量时,结构响应呈现出很强的随机性,基于随机有限元的可靠性分析方法具有一定普适性、可行性与实用性.     

基于Hsich-Ting-Chen混凝土强度准则的可靠度判据研究

视混凝土强度参数为随机变量,以Hsich-Ting-Chen强度准则作为混凝土单元失效的极限状态函数,用验算点法计算出单元屈服的可靠指标和相应的失效概率,建立了单元屈服的可靠度判据.通过算例分析了混凝土强度参数均值与变异系数对屈服准则判别结果的影响.结果表明,当变异系数较大时,对单元失效概率的影响显著.     

求解多个功能函数下结构设计参数的动态坐标变换法

在讨论JC法特点的基础上,提出了求解给定可靠性指标下结构设计参数的动态坐标变换的方法,给出了具有一般性功能函数、随机变量相互独立且服从正态分布情况下动态坐标变换法的应用。解决了当实际问题中具有多个功能函数时如何求解给定可靠性指标下结构设计参数的问题.     

威布尔分布场合无失效数据的可靠性验证试验

利用Bayes方法讨论了Weibull型产品的可靠性验证问题。在产品寿命服从Weibull分布、形状参数未知且尺度参数已知、假定产品的可靠性指标达到某个给定值的情况下,给出了无失效数据的可靠性验证试验方案。     

威布尔分布场合无失效数据的可靠性验证试验

利用Bayes方法讨论了Weibull型产品的可靠性验证问题。在产品寿命服从Weibull分布、形状参数 未知且尺度参数已知、假定产品的可靠性指标达到某个给定值的情况下,给出了无失效数据的可靠性验证试验方 案。     

当联合概率密度未知时随机结构可靠性分析的随机有限元法

建立了在基本随机变量的联合概率密度未知的情况下随机结构可靠性分析的随机有限元法,阐述了受有随机载荷的多随机参数结构的失败概率的计算方法,应用已知的基本随机变量的前两阶矩和边缘概率分布函数对随机结构的可靠性进行了分析。     

基于Matlab优化工具箱对钢管混凝土轴压短柱的可靠度分析

从可靠度指标β的几何意义出发,将服从任意分布的随机变量Xi映射为标准正态随机变量Yi,建立在标准正态空间中求解β的优化模型。利用M atlab优化工具箱,对《钢管混凝土结构与设计规程》CECS28:90(1992)中轴压短柱承载力公式进行了可靠度分析并与JC法计算结果进行了比较,结果表明,本文计算的可靠指标与JC法计算可靠指标一致,且计算简便快捷.     

疲劳可靠度分析的概率密度演化方法

基于概率守恒原理,推导出疲劳损伤和随机参数联合概率密度函数服从的演化方程。据此计算的随机疲劳损伤概率密度曲面和累积概率分布函数等值线可以给出疲劳损伤概率结构的演化规律,并用以分析给定损伤阈值的疲劳可靠度。常幅疲劳可靠度的数值解与试验结果吻合良好。给定二级载荷各自的常幅疲劳寿命概率分布参数,根据Miner准则可以较好地预测二级低高加载变幅疲劳可靠度。     

考虑桩基—承台—地基土共同作用的竖向承载力可靠度研究

根据复合桩基极限承载力计算模式，建立了考虑桩基-承台-地基土三者共同相互作用的可靠度极限状态方程．介绍了各基本变量的概率分布和利用JC法求解可靠度指标的过程．针对具体的算例，采用编制的程序对多种工况下承载力可靠指标进行了计算．结果表明：土性参数μp,μc及其变异系数δp,δc，承台底土反力群桩效应系数η，荷载效应比ρ等指标对复合桩基承载力可靠指标β具有显著影响，其中μp的显著性强于μc,δp的显著性强于δc；安全系数K与可靠指标β之间存在对应关系，K越大，β越高，可靠性越大．     

基于模糊理论的机械可靠性分析与研究

在实际工程结构分析中,总会遇到一些不确定性因素,若将这些不确定性因素作为确定性信息处理,有时会得到矛盾的或不舍理的结果.本文针对机械工程实际中存在着不确定性因素,提出一种基于模糊理论的区间混合模型的机械可靠性优化设计方法.该方法首先将模糊变量转化为随机变量,将所有的任意有界论域的模糊变量转化为随机变量,以该法得到的随机变量的均值作为等价正态随机变量的均值,得到更为准确的模糊变量的等价正态随机变量表达式,使含有模糊参数机械系统可靠度能在正态空间内确定.     

重庆市嵌岩桩单桩承载力可靠指标分析

对重庆市近10年102根嵌岩灌注桩试桩资料进行统计分析,建立单桩无量纲随机变量的极限状态方程,采用改进JC法和Monte-Carlo法计算得到重庆地区嵌岩桩基目标可靠度的范围,进而提出重庆地区嵌岩桩基目标可靠指标的建议值。最后引入可靠系数(代替荷载分项系数和抗力分项系数)并计算了嵌岩桩单桩承载力的可靠系数,提出采用可靠系数表达的极限状态设计实用表达式,该表达式体现了简单实用的原则,利于设计人员掌握和理解,便于工程应用。     

Estimating probability curves of rock variables using orthogonai polynomials and sample moments

A new algorithm using orthogonal polynomials and sample moments was presented for estimating probability curves directly from experimental or field data of rock variables. The moments estimated directly from a sample of observed values of a random variable could be conventional moments (moments about the origin or central moments) and probability-weighted moments (PWMs). Probability curves derived from orthogonal polynomials and conventional moments are probability density functions (PDF), and probability curves derived from orthogonal polynomials and PWMs are inverse cumulative density functions (CDF) of random variables. The proposed approach is verified by two most commonly-used theoretical standard distributions: normal and exponential distribution. Examples from observed data of uniaxial compressive strength of a rock and concrete strength data are presented for illustrative purposes. The results show that probability curves of rock variable can be accurately derived from orthogonal polynomials and sample moments. Orthogonal polynomials and PWMs enable more secure inferences to be made from relatively small samples about an underlying probability curve.     

地下大跨度破碎站硐室稳定性可靠度分析

根据叠加压缩拱承载结构和围岩耦合的力学特点,基于极限平衡理论建立了高应力矿区大跨度硐室工程的可靠度分析模型,利用FOSM法确定了高应力大跨度硐室的可靠度指标。通过对金川矿区破碎站硐室施工特点、地质调查和岩石力学3方面变异参数的均值及方差的计算,得到适合该矿区的可靠度指标计算式,并对金川Ⅲ矿区破碎站硐室的可靠度指标计算,其最小值为1.137。假设影响破碎站硐室稳定性的随机变量服从正态分布,则可靠度指标和失效概率存在确定的关系。根据标准正态分布函数关系式可以计算得到硐室结构的失稳风险概率小于5.87%,即该硐室稳定性可靠度大于94.13%满足硐室稳定性要求。     

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.     

基于混合变量的可靠性稳健设计方法

将产品性能函数在指定百分位数处的波动作为产品稳健性指标,极限性能函数的区间可靠度大于可靠性指标作为约束,建立了随机变量和区间变量同时存在时的可靠性稳健设计单目标优化模型。为了提高可靠性优化设计问题的效率,将两个耦合的优化问题分解成两层结构优化设计问题,上层为稳健优化设计,下层进行可靠性分析计算。最后用减速器可靠性稳健优化设计问题验证所建立模型的效率和精度。     

建筑结构使用年限荷载调整系数取值

为适应不同使用年限建筑结构设计和评估的需要,从等超概率原则和结构可靠度角度出发,探讨不同使用年限影响系数的取值.结合现行设计规范表达式和楼面活荷载、地震作用的概率模型和统计参数,得到目标可靠度指标与随机变量设计值之间的关系,给出不同使用年限的可变荷载对应的使用年限影响系数.     

结构体系随机模糊失效模式的确定方法

定义结构在考虑随机与模糊两种不确定性因素时的失效模式为广义失效模式,研究了描述基本变量的随机和模糊性的各种参数对模式失效概率的影响,以及描述安全与失效模糊状态的各种参数对模式失效概率的影响,分析了在选择临界时应考虑的因素,提出了结构安全裕量对模糊安全域和模糊失效域的隶属函数的确定方法,给出了基本变量具有随机模糊性时综合考虑元件强度的值,变异系数以及隶属函数中的参数的临界元件选择准则,了枚举结构体系     

Reliability analysis of earth slopes using hybrid chaotic particle swarm optimization

A numerical procedure for reliability analysis of earth slope based on advanced first-order second-moment method is presented, while soil properties and pore water pressure may be considered as random variables. The factor of safety and performance function is formulated utilizing a new approach of the Morgenstern and Price method. To evaluate the minimum reliability index defined by Hasofer and Lind and corresponding critical probabilistic slip surface, a hybrid algorithm combining chaotic particle swarm optimization and harmony search algorithm called CPSOHS is presented. The comparison of the results of the presented method, standard particle swarm optimization, and selected other methods employed in previous studies demonstrates the superior successful functioning of the new method by evaluating lower values of reliability index and factor of safety. Moreover, the presented procedure is applied for sensitivity analysis and the obtained results show the influence of soil strength parameters and probability distribution types of random variables on the reliability index of slopes.     

弯坡路段多模式失效概率与轿车单车事故的关系

为促进可靠性分析(概率几何设计)在公路安全设计及事故预测中的应用，通过建立事故预测模型将轿车多模式失效概率与轿车事故之间建立关系。首先，以多模式失效为切入点，基于单个轿车在弯坡路段可能的3种失效模式(侧滑、侧翻、视距不足)建立多模式失效系统；其次，以华盛顿州10 241起弯坡路段的轿车单车事故为研究对象，通过蒙特卡罗法和宽界限法求解系统的多模式失效概率；最后，将多模式失效概率、公路因素作为解释变量建立负二项模型、随机效应负二项模型、随机参数负二项模型3种事故预测模型，挖掘多模式失效概率与轿车单车事故之间的关系。结果表明：3种事故预测模型中随机参数负二项模型的拟合最优；当考虑多模式失效概率时，公路几何因素对轿车单车事故的影响被削弱；除两个暴露变量外，多模式失效概率对轿车单车事故的影响最大；多模式失效概率与轿车单车事故的拟合曲线近似为线性，且拟合曲线的截距不为0。该研究成果可用于公路的可靠性设计中。     

钢筋混凝土叠合构件裂缝宽度可靠度分析

钢筋混凝土结构设计规范GB50010-2010版提出钢筋混凝土叠合构件裂缝宽度计算方法,但没给出裂缝的可靠度计算方法.在可靠性分析中应将计算模式、材料参数、承受荷载、几何尺寸视为随机变量.本文结合可靠度设计基本理论,利用可靠度计算通用方法 JC法,计算出正常使用状态下钢筋混凝土叠合构件裂缝宽度可靠度指标.