基于Copula函数的部件相关串联机械系统可靠性分析

现有装备的系统可靠性评估大多是建立在系统构件的独立性假设基础上,但该独立性假设往往与实际不符,导致系统可靠性评估精度大大降低。通过引入Copula函数,构造多随机变量的联合分布函数,有利于分析具有部件相关性的系统可靠性,提出运用该理论分析具有串联相关性的系统可靠性方法。基于该理论对串联机械系统进行分析,经验证该方法可靠。     

源于工业生产事故溯因的复杂人机系统可靠性分析流程研究

目的探索和研究复杂人机系统可靠性的分析流程。方法首先从特征的角度建立简单人机系统结构模型。在此基础上结合社会技术系统理论建立复杂人机系统结构模型,接着结合轨迹交叉理论和功能共振思想进一步构建S-F网络图。在具体分析一起实际发生过的生产安全事故的过程中,融合S-F网络图、功能共振分析方法和贝叶斯网络理论进行改进,最后分析事故系统的可靠性和敏感性。结果可靠性分析的结果表明事故系统的可靠度为0.7834。经敏感性分析得出对事故系统可靠度影响程度较大的三个关键节点失效率。结论分析系统预期优化效果提出了针对事故系统的优化方案。总结出一种具体到人和机器的复杂人机系统可靠性分析模型。     

人机系统可靠性设计研究进展

目的 研究人机系统可靠性设计理论。方法 通过对可靠性概念的描述,进而对机械可靠性、人的可靠性、人机系统可靠性的研究现状、主要分析方法及应用等方面的文献进行梳理与综合分析。初步构建了人机系统可靠性设计研究框架。结论 指出人机系统可靠性设计的未来发展趋势,为该领域进一步的研究提供参考。     

多失效模式机械系统可靠性稳健设计方法研究

将机械系统可靠性设计理论和稳健设计方法相结合,讨论了多失效模式机械系统可靠性稳健设计问题,提出了多失效模式机械系统可靠性稳健设计的计算方法．把可靠性灵敏度融入可靠性优化设计模型之中,将机械系统可靠性稳健设计归结为满足可靠性要求的多目标优化问题．在基本随机参数的前二阶矩已知的情况下,可以迅速准确地得到机械系统可靠性稳健设计信息．     

预应力混凝土梁桥系统失效树分析

针对预应力混凝土梁桥,采用失效树的方法进行系统可靠性分析。运用全局临界强度分枝-约界准则识别结构系统主要失效模式,以JC法计算各主要失效模式的可靠指标,采用Ditlevsen上下界公式分析结构体系的失效概率。以某汉江公路大桥为例,分析了失效树图形,研究了主要失效模式的可靠指标、失效概率及桥梁结构体系可靠性。与实桥运营状态的对比分析表明,上述理论分析较好地预测了实际的结构行为,能用于桥梁结构安全性及可靠性分析评估。     

潜艇自航模试验系统可靠性冗余优化

可靠性设计水平直接影响潜艇自航模系统设计的成败.在某潜艇自航模任务与系统构成分析的基础上,开展了某潜艇自航模系统的可靠性分析,应用多阶段任务系统可靠性模型理论建立了该系统的任务可靠性分析和计算模型,综合潜艇自航模的设计约束条件,并结合满意度的概念,建立了系统可靠性冗余优化模型且利用微粒群算法求解.示例证明了模型的可用性及可信性.     

非平稳随机激励下基于动力可靠性的结构优化设计

基于Priesfley的演变谱密度理论，对于工程中常用到的衰减指数函数调制的演变过程激励，通过对结构响应的合理简化，得到响应特征的解析形式。结合首次超越破坏的二状态马尔可夫假设和结构系统可靠性理论计算系统的动力可靠性，并在此基础上进行了优化设计。和常用算法相比，减少了计算量。     

基于砰击载荷的船体梁可靠性分析

基于随机过程理论,建立了船体梁在砰击、波浪及静水载荷联合作用下功能函数的随机过程模型,考虑波浪载荷和砰击载荷幅值的相关性,采用上穿率及并联系统可靠性分析方法求解此随机过程的可靠性.最后通过算例分析了舰船结构的阻尼率、砰击率及相关系数对可靠性的影响,并计算分析了舰船结构各种失效模式的可靠性.分析表明结构的阻尼率决定了砰击载荷对结构可靠性的影响程度.阻尼率较小时,砰击载荷对结构的可靠性影响很大,且舰船结构的受压屈曲破坏是结构失效的主要模式.     

浅谈DCS控制系统的可靠性

DCS控制系统作为科学技术发展到一定阶段的产物,如今在石油、化工、发电厂等行业的工业控制中广泛应用。本文通过对DCS控制系统可靠性介绍,分析了影响DCS控制系统可靠性的环境、干扰、硬件、软件和操作人员的素质五个方面因素,找出了提高DCS控制系统可靠性的具体方法,希望对从事DCS控制系统工作的相关人员有一定的帮助。     

导管架型靠船墩的系统可靠性分析

针对港口工程中导管架结构靠船墩结构形式复杂、环境荷载多变的特点,该文将其简化成空间刚架结构,基于β分支法确定主要失效构件和失效路径,得到了导管架结构靠船墩的失效特征和系统可靠性指标。为提高复杂刚架结构系统可靠性分析效率,同时提出了利用人工神经网络结合蒙特卡洛法,确定结构响应与环境荷载的关系,进而确定结构极限状态方程,获得结构整体失效概率。结果表明:对于海洋或海岸工程中复杂刚架结构,基于β分支法的体系可靠性分析对于确定结构的薄弱构件和失效特征具有重要意义,人工神经网络(ANN)结合蒙特卡洛法(MCS)可以明显提高计算效率,可应用于更复杂港工结构物的可靠性分析。研究结果对海洋海岸工程结构风险评估及安全设计具有指导意义。     

结构性岩体的爆破破碎分形

讨论了结构性岩体内部结构和岩石破碎的分形特性，建立了岩体结构体的分布函数；用概率统计的方法证明了结构性岩体破碎的实质是一个分维数逐渐增加的分形过程，破碎体块度分布的分形特性是岩体结构性分形和破碎分形的必然结果。同时给出了结构体分形和破碎块度分形之间的关系。通过分析结构性岩体爆破破碎的模拟试验结果，进一步验证了文中的结论。     

协调维护和失效损失的结构优化设计

本文建立了一个考虑结构在使用阶段内因结构失效导致的经济损失和正常维护费用的总费用模型，讨论了基于此模型的结构最优设计。本文从总费用角度给出了一个确定合理的结构体系失效概率Ｐｆ的途径，提出了在结构设计中应考虑使用阶段正常维护的结构优化设计思想。     

计算机辅助结构设计与分析的集成框架研究

针对计算机辅助结构设计和分析的集成问题,设计了一种基于统一模型库方式的组件式CAD/CAE集成框架,以结构CAD/CAE集成模型库为框架底层,以几何造型、可视化交互、第三方CAD、第三方CAE等组件为中间组件层,以空间结构设计子系统、空间结构分析子系统为上层应用层,提供空间实体建模、工程模型管理、多种有限元模型分析与计算等功能,并应用于港口码头的结构设计及有限元分析。     

基于模糊因子法的模糊桁架结构动力特性分析

研究了模糊桁架结构动力特性的分析方法,在结构的物理和几何参数同时为模糊变量的情况下,利用模糊因子建立了结构的刚度矩阵和质量矩阵;从结构振动的瑞利商表达式出发,利用区间运算法则推导出结构模糊特征值的表达式。通过算例考察了结构各参数的模糊性对其动力特性模糊性的影响,并获得了一些有意义的结论。该法对模糊结构进行一次动力分析便可求得动力特性,且可充分地反映任一模糊参数对结构模糊动力特性的影响。     

结构胶侧扭约束玻璃柱轴压承载力设计方法研究

玻璃柱在工程应用中的一种形式是采用结构胶将其与玻璃面板连接,结构胶对玻璃柱的约束效应能改善玻璃柱稳定性。考虑结构胶对玻璃柱的侧向弹簧约束及扭转弹簧约束作用,基于平衡方程推导了结构胶约束玻璃柱的轴压临界荷载公式,讨论了结构胶弹性模量及玻璃柱的柱高、截面高度、截面厚度对临界荷载的影响,发现结构胶弹性模量、玻璃截面厚度影响最为显著。基于等效刚度法将临界荷载公式推广至夹层玻璃柱。针对工程实践中常用的硅酮结构胶,提出了结构胶约束玻璃柱在轴压荷载作用下考虑玻璃开裂及结构胶破坏的承载力设计准则,并通过有限元模型计算验证了理论研究的合理性。     

风荷激励下天线结构的随机振动分析

研究随机天线结构的风激随机振动响应问题。考虑天线结构物理参数、几何尺寸和结构阻尼的随机性,在基于随机因子法对结构进行动力特性分析的基础上,从结构风激随机振动响应在频域上的表达式出发,利用求解随机变量函数矩的方法和求解随机变量数字特征的代数综合法,导出了随机天线结构在风荷激励下位移响应均方值和应力响应均方值的均值、方差和变异系数的计算表达式。以8米口径天线为例,分析了结构物理参数、几何尺寸和阻尼的随机性对天线结构风激位移响应均方值和应力响应均方值随机性的影响。     

有限测点下结构参数与基底激励的同步反演

提出一种利用结构在未知基底激励作用下,少数测点上的动态响应同步反演结构物理参数与基底激励的算法。首先,利用正交多项式展开结构基底激励,推导结构动态响应对结构物理参数和正交系数的灵敏度公式,并通过引入权值,克服由于不同待识别参数之间灵敏度向量的数量级差别较大而引起的灵敏度矩阵病态问题;然后,构造同步反演结构物理参数与基底激励的识别方程,并采用阻尼最小二乘法通过迭代计算求得方程最优解,完成结构物理参数与基底激励的同步反演;最后,采用一个12层的高层框架结构验证了算法的有效性。研究结果表明,该算法可利用少数测点响应同步精确反演结构的物理参数与未知基底激励。     

基于子结构虚拟变形的损伤识别方法

针对大型土木结构损伤识别优化效率低的问题,提出了子结构虚拟变形方法。虚拟变形方法是一种结构快速重分析的方法,该方法利用单元的虚拟变形模拟结构的损伤,可以在不重新建立有限元模型的情况下,快速计算出结构参数改变后的结构响应。该文基于虚拟变形法的基本思想,对子结构的刚度矩阵进行分解和对损伤后结构运动方程进行整理,推导出利用子结构的虚拟变形刻画损伤的方法,扩展了虚拟变形方法的适用范围;并且给出了虚拟变形和结构响应的相关性计算公式,通过相关性分析提取主要的虚拟变形,减少参与计算的子结构虚拟变形的数目,提高计算效率;最后利用一个五十层框架的数值仿真验证方法的有效性。     

区间桁架结构有限元分析的区间因子法

研究了具有区间参数的桁架结构在区间力作用下的有限元分析方法。利用区间因子法,桁架结构材料物理参数、几何尺寸和外荷载均可表达为其区间因子和其确定性量的乘积,进而结构的位移和应力响应也可表达成区间因子们的函数。利用区间算法,推导出了结构位移和应力响应的上、下限和均值的计算表达式。通过算例,分析了结构参数和外荷载的不确定性对结构响应的影响,并验证了模型和方法的合理性与可行性。该方法的优点是能够反映结构某一参数的不确定性对结构响应的影响。     

基于数据融合的结构损伤识别方法研究

为提高结构损伤识别的准确率,在大型复杂土木工程结构的健康监测中引入多传感器数据融合技术,提出了基于数据融合技术的结构损伤识别方法的实用模型,建立了结构损伤识别方法的评价指标,并通过钢筋混凝土板试验分析了常用的数据融合方法——Bayes方法和D-S证据理论的有效性。分析结果表明:采用数据融合技术,结构损伤识别方法的评价指数更高,即结构损伤识别的效果更好。