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...     

基于子集抽样的模糊失效概率分析新方法

针对结构失效和安全状态具有模糊性的失效概率分析问题,提出一种基于子集抽样的新方法.所提方法首先将模糊失效域离散为功能函数变化较小的若干子集,然后利用马尔可夫链Monte Carlo法求得各子集上不考虑状态模糊性的随机失效概率,最后利用各子集中功能函数对模糊失效域的隶属度与相应随机失效概率乘积的和,求得模糊失效概率.文中用简单算例和工程算例比较所提方法与Monte Carlo法的效率和精度,结果表明,文中方法在保证计算精度的条件下,具有更高的计算效率.     

重要抽样可靠性灵敏度的方差分析

利用重要抽样函数获取的样本对结构可靠性灵敏度分析进行无偏估计,可以提高可靠性灵敏度分析的效率.为了比较重要抽样与直接Monte Carlo方法在分析可靠性灵敏度时的收敛性,推导可靠性灵敏度估计量方差和变异系数的计算公式,近似计算重要抽样可靠性灵敏度估计量在给定置信度下的置信区间.算例结果表明,在可接受精度的条件下,重要抽样可靠性灵敏度分析比Monte Carlo可靠性灵敏度分析具有更高的计算效率.     

变量相关情况下方差贡献的参数影响分析

为控制输出方差需进行输入变量对输出方差的贡献分析, 而输入变量对输出方差的贡献由其分布参数决定, 因此研究输入变量的分布参数对方差贡献的影响具有重要意义。该文针对二次不含交叉项的多项式, 将相关变量按照一定的次序变换成独立的变量, 推导了各变量对输出方差主贡献和总贡献对分布参数的灵敏度的解析解, 得到了基本正态相关变量的分布参数对方差贡献的影响的一般规律, 并对这些规律进行了分析解释, 指出了所得规律的应用价值。最后应用数值算例和工程算例验证了所推得解析解的正确性和合理性。     

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.     

粉末冶金涡轮盘寿命稳健性分析与设计

基于限界不确定性原理和方法，对粉末冶金涡轮盘寿命进行稳健性分析与设计。首先，系统给出了分析方法：结合区间有限元方法，给出了在给定参数限界不确定性时，FGH95材料粉末冶金盘寿命的限界(上下限)。其次，分析了在满足粉末冶金盘设计寿命(以4000周次为例)时，各随机变量所要求的限界(偏差)范围和组合取值范围。此方法克服了经典可靠性理论对随机变量分布要求的严格性，适于工程应用，为盘的质量控制提供明确的指导和依据。     

THE CREEP─DAMAGE BEHAVIOUR FOR SINGLE CRYSTAL NICKEL-BASE SUPERALLOY

基于镍基单晶合金蠕变过程中的细、微观组织结构变化及损伤特点，本文建立了考虑材质劣化和空洞损伤的双参数蠕变损伤本构方程及寿命预测模型。利用ＤＤ３单晶材料〈００１〉晶体取向的７６０，８５０和１０００℃实验结果考核表明，所建模型可以比较准确地预测蠕变第二、第三阶段变形状态及破坏特征。第二阶段持续时间、第三阶段开始时间可以表示成蠕变应力的指数函数；随着温度的升高，材料劣化加剧，空洞损伤也增加。     

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.     

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。     

一种表面裂纹可靠性分析方法

建立受剪应力表面裂纹塑性失稳扩展的可靠性分析模型。采用三维弹塑性模型对其综合变量Ｊ积分进行了计算，分析在不同的无量纲裂纹尺寸和外载应力情况下，裂纹失稳扩展的失效概率分布规律，为工程检测和维修提供指导。