随机结构动力特征的统计矩及灵敏度分析研究

结构参数的不确定性会导致结构的动力特征(如自振频率、振型等)等具有不确定性,如果采用确定性分析方法进行结构设计可能会使结构处于比较危险的状态,因此对随机结构的动力特性分析是十分有必要的.由于统计矩反映了随机结构动力特征的统计特性,由这些统计矩就可以进一步掌握可靠性分析所需要的动力特征的分布规律.统计矩的灵敏度分析能够判...     

基于分位点的全局灵敏度及其求解方法

为探讨输入变量在随机不确定性环境下对产品的分位点(产品满足一定概率要求的输出性能的上限值)的影响,定义了基于分位点的输入变量的全局灵敏度分析(GSA)指标.该指标能够在给定的概率要求下全面衡量输入变量在其分布域中变化时对输出性能分位点的平均影响程度.揭示了该指标与已有的基于分布函数的全局灵敏度指标和基于失效概率的全局灵敏度指标的内在联系,并利用维度缩减方法和基于分数阶矩的极大熵算法以及Nataf变换来高效求解所提指标.通过数值和工程算例说明了基于分位点的全局灵敏度指标的物理意义,并验证了求解方法的精度和效率.     

并联系统可靠性分析的马尔可夫链线抽样方法

为了使并联系统失效概率估计值的方差大大减小, 依据并联系统重要方向的定义和单 模式线抽样方法的基本原理,建立了适用于并联系统可靠性分析的马尔可夫链线抽样方法,给 出了并联系统马尔可夫链线抽样方法失效概率估算的具体实现步骤.所提方法采用马尔可夫 链模拟系统失效域的条件样本来获取重要方向,并同时利用这些条件样本进行线抽样分析 估计并联系统的失效概率.由于所提方法将重要方向的求解与线抽样估计失效概率所需的 样本合二为一,充分利用了马尔可夫链条件样本所提供的分布信息,因而计算效率得到明显提 高,尤其针对小失效概率问题.文中算例对所提方法进行了验证,结果表明所提方法是合理可行的.     

某型飞机翼身连接接头可靠性分析

首先将标准有限元程序与改进的均值法相结合，对某型飞机翼身连接接头处的刚度可靠性进行分析，结果表明在所给载荷和允许应变的情况下，该接头结构在外载变异系数为0．15，弹性模量和剪切模量的变异系数分别为0．05时仍具有较高的可靠度。然后又将标准有限元分析程序与响应面法结合，在假设接头的响应极限状态方程为一不包括交叉项的二次多项式的基础上，利用有限元分析确定响应极限状态方程，通过迭代运算，保证响应极限状态方程在最有可能失效点处与接头结构真实的隐式极限状态方程有很好的近似程度。两种方法的计算结果具有较好的一致性。最后基于弹塑性应变分析，给出大过载情况下低周疲劳寿命可靠性分析结果，得到在给定寿命要求下结构可靠度随疲劳寿命变异系数变化的曲线，并给出在要求可靠度情况下安全寿命随疲劳寿命变异系数的变化曲线，为该型飞机的设计定型提供依据。     

复合应力状态下镍基晶合金蠕变损伤规律研究

通过分析镍基单昌合金强化相γ在蠕变过程中的筏化规律，提出了复杂应力状态下同时考虑材质劣化和空洞损伤的各向异晶体滑移损伤模型和寿命预测模型，所建模型得到了拉－扭薄壁圆筒蠕变试验的考核。     

结构体系隐式极限状态方程概率分析的改进响应面法

提出一种新的处理隐式极限状态方程概率安全分析的响应面法，在原响应面法的基础上，通过引入高阶修正项和概率等效变换，建立原隐式极限状态方程的等效显式极限状态方程，以利用已有的各种针对显式极限状态方程的可靠性分析方法，得到等效显式极限状态方程的失效概率。该方法被推广应用到所有极限状态方程均为隐式的结构体系的可靠性分析中去，依次建立每个失效模式的等效极限状态方程，并采用Monte Carlo法和重要抽样法计算具有多个极限状态方程的结构体系的失效概率。算例表明，文中方法不用差分方法计算隐式极限状态对基本随机变量的导数，适于解决隐函数的概率可靠性分析问题，由于采用了高阶项的修正，能够得到更高精度的结果。     

压痕法确定纤维复合材料界面影响区蠕变特性的数值模拟法

研究由平头压痕蠕变试验来确定纤维复合材料界面影响区蠕变性能参数的可行性。利用有限元蠕变分析确定在定压痕应力下的压痕蠕变率，重点放在稳定压痕蠕变率和复合材料材料界面影响区的蠕变性能参数的关系上。计算结果表明，界面影响区的剪应力沿纤维轴向在蠕变的主要过程中均匀分布，并且保持不变；详细地研究了压头大小对压痕蠕变响应的影响：提出两种方法由压痕蠕变试验来确定界面影响区蠕变性能参数，并给出了算例。这些结果也有利于准确认识平头压痕蠕变试验从而拓宽其应用范围。     

重要抽样法在工程可靠性分析问题中的应用

数据模拟法由于基通用性及精确性而成为结构可靠性学科中的重要分支。本文着重对数值模拟法中重要的抽样法的工程应用进行分析，给出两个工程实例，然后就重要后样法对这些工程问题的适用性与其他方法进行了对比，说明重要抽样法的优越性；最后对重要抽样法中存在的问题进行了讨论指出进一步的研究方向。１     

基于模拟退火的并联系统失效概率的计算方法

针对并联系统失效概率计算问题，定义多模式并联系统的最可能失效点，并采用模拟退火优化算法寻找此点。在逐步寻找此最可能失效点的过程中，建立自适应的重要抽样法来求解并联系统的失效概率，推导该方法失效概率估计值、方差和变异系数的计算公式。文中所提方法与计算并联系统失效概率的Monte Carlo法相比，具有更快的收敛速度，尤其是针对失效概率较小的问题，与连续顺序近似方法相比，具有更高的计算精度和更广的适应范围。算例结果显示所提方法的优越性。     

结构强度的广义可靠性模型

元件和结构状态从安全向失效转变一般存在一过渡阶段。本文将元件和结构的安全状态处理成为状态空间的模糊集，并将其引入到可靠度和失效概率的计算中。首先建立了考虑元件安全状态模糊性的广义干涉模型，给出了元件安全和失效状态含有模糊信息时广义可靠度和广义失效概率的计算公式，然后给出了以元件的安全余量作为综合变量的广义可靠度和失效概率的计算公式，最后建立了大型结构系统的广义可靠度计算方法。文中还用算例讨论了广义可靠度随安全状态模糊集的隶属函数中两个参数的变化情况。