区间离散度与非概率可靠性的关系及影响

针对区间分析的非概率可靠性模型中变量的区间离散度对非概率可靠性指标的影响问题,基于结构非概率可靠性理论,建立了非概率可靠性指标与区间离散度的关系模型,并对非线性极限功能函数在设计点处做线性化处理,建立非线性极限功能函数状态下的非概率可靠性指标与区间离散度的近似关系模型。基于控制变量法探究了极限状态函数中设计变量的区间离散度对非概率可靠性指标的影响,并通过工程实例,验证了所建立关系模型的合理性、实用性,拓展了非概率可靠性设计理论。     

基于支持向量机的门式起重机主梁非概率可靠性分析

针对门式起重机主梁隐式极限状态函数的非概率可靠性分析,提出了一种基于支持向量机回归的主梁非概率可靠性分析方法。调试核函数,优化回归参数,使用训练后的支持向量机替代隐式极限状态函数。利用非概率集合理论中的区间分析法,引入尺寸比例因子,提出了基于支持向量机的起重机主梁非概率可靠性分析方法。最后用1个算例来验证本文方法,结果表明,该方法具有可行性、正确性和高精度的优点,并对其它工程结构的非概率可靠性分析具有一定的参考价值。     

应力—强度干涉的直方图模型及可靠度计算的发生函数法

为解决应力与强度的精确概率分布密度函数未知时的结构可靠性分析问题,提出了一种基于通用发生函数和直方图的可靠度近似计算方法。对于应力与强度的有限个实验数据,经过统计分析后绘出其直方图。对传统的通用发生函数法进行扩展,提出了一种区间值型的发生函数。用扩展后的发生函数对应力与强度的统计直方图进行数学表征,进而提出了一种基于直方图的应力-强度干涉模型。用区间值型发生函数法对结构的极限状态函数进行组合运算,获得极限状态函数的区间值型发生函数表示。定义了极限状态函数的概率质量加权系数,通过安全域内所有概率质量的加权累加获得结构的可靠度。给出了三个典型的可靠度计算实例。实例表明,所提出的方法具有较高的可靠度计算精度,是一种有效的可靠性分析新方法。     

基于凸集模型的非概率可靠性灵敏度分析

可靠性灵敏度能够确定可靠度和不确定变量分布参数的内在联系,对可靠性分析和设计具有指导作用。本文将非概率可靠性灵敏度指标定义为非概率可靠性指标对变量分布参数的偏导数,提出了一种基于椭球凸集模型的非概率可靠性灵敏度分析方法。推导了线性极限状态函数的非概率可靠性灵敏度的解析公式。对于非线性极限状态函数,通过将极限状态函数在两种不同线性化位置进行泰勒一阶展开,分别给出了非概率可靠性灵敏度分析的近似解析解。算例分析结果表明文中所提方法有效可行。     

基于区间模型的Y形密封圈可靠性分析

该文利用基于区间模型的非概率可靠性分析方法,以某一规格的轴用Y圈为研究对象,对其非概率可靠性指标进行了研究;该文首先介绍了基于区间模型的非概率可靠性分析方法,然后对该规格Y形圈的非概率可靠性指标进行了研究,主要包括功能函数的拟合、基于区间模型的功能函数标准化及最后非概率可靠性指标的求解等内容;最后介绍影响非概率可靠性指标的主要因素。结果表明:当各不确定性参数在所述范围之内变化时,该规格的Y形圈在所述工况条件下的非概率可靠性指标η1,说明当各不确定性参数在所述范围之内变化时,该规格的Y形圈在所述工况条件下,密封界面的接触压力始终大于油压,密封可靠,原则上不会失效;此外,一般情况下,影响非概率可靠性指标的主要因素有各随机因素分布区间的准确性、拟合所得的响应面函数的准确性以及优化方法(优化函数)的选择等。     

非概率可靠性优化方法在机翼结构优化中的应用

在非概率区间体积比可靠性模型的基础上,提出了一种基于模糊—区间分析的非概率可靠性优化方法。这一方法将可靠性优化与近似模型技术相结合,采用拉丁超立方试验设计,构建二次响应面,获得非概率可靠性优化近似模型,并采用改进的模拟退火算法,求解非概率可靠性优化近似模型的全局最优解。介绍了非概率可靠性优化方法在机翼结构优化中的应用,并分析了优化结果。     

一种非概率疲劳可靠性分析方法

针对结构疲劳可靠性分析中许多不确定参量缺乏精确概率数据的情况,基于非概率可靠性理论提出了一个新的疲劳可靠性模型。将影响结构疲劳强度的不确定因素如初始裂纹尺寸、临界裂纹尺寸、结构使用时间用区间变量表示,用区间分析方法建立了安全余量-使用时间干涉模型。利用该模型建立了求结构疲劳可靠性的新方法,该方法可以方便快捷的对结构进行疲劳可靠性分析,而且对不确定性因素的分布信息要求较低。数值算例说明了该方法的可行性。     

机床主轴非概率可靠性模型的区间分析方法

考虑到不确定性因素,将机床主轴设计中的参数看作区间变量,应用非概率可靠性理论,建立了机床主轴基于区间分析的非概率可靠性模型,给出了多区间变量非线性函数的非概率可靠性度量方法,提出了基于主轴扭转强度和挠度的可靠性度量指标。对XH2320/4机床主轴进行分析结果表明:所提出的区间分析方法在实际工程中的可行性。     

基于两阶段主动学习Kriging模型的广义概率区间混合可靠性分析

提出一种基于双阶段主动学习Kriging模型的广义概率区间混合可靠性分析方法(TALK-HRA)。该TALK-HRA方法可有效处理包含概率与区间模型、区间概率模型及其组合在内的多种混合模型。首先,建立第一阶段主动学习Kriging模型以选择有可能跨越极限状态面的高风险点,从而准确预测功能函数符号,并为给定区间参数下的失效概率计算奠定基础。其次,构造第二阶段的Kriging模型以学习最大或最小失效概率附近的区域,从而寻找失效概率的边界。再次,提出的TALK-HRA方法被应用到随机-模糊混合可靠性分析中。最后,通过五个算例验证该方法的有效性。结果表明,该方法不仅可以准确高效地计算多种概率区间混合模型下的可靠度,而且能应用于具有高非线性和多峰极限状态面的“黑箱”问题的可靠性分析。     

基于Kriging模型的密封圈性能非概率可靠性分析

将Kriging模型和拉丁超立方抽样技术应用于不确定结构,提出了主要针对隐式方程的区间非概率可靠性分析方法。该方法用Kriging模型作为近似模型描述原结构模型,借助优化方法求解参数区间并计算可靠度。建立了某金属/水冲压发动机橡胶O形密封圈的非线性有限元模型,应用网格重构技术和自适应加载技术对密封圈密封性能进行了有限元分析。将接触面最大正应力与发动机燃气压力的差值作为目标参数,应用上述方法计算了密封性能参数区间非概率可靠性,通过区间分析得到了密封性能可靠性指标。     

考虑可靠性鲁棒的结构非概率优化设计方法研究

传统基于概率模型可靠性设计优化(Reliability-based design optimization, RBDO)通过制定结构性能的概率约束,使得设计结果符合可靠性要求。然而,在参数信息缺乏时,准确的参数概率密度函数难以获取,且在不确定性因素影响下可靠性的稳健性并未被考虑。在参数信息缺乏的情况下,本文中利用非概率凸模型去有效地度量参数的不确定性。根据非概率可靠性分析理论,将极限状态函数进行泰勒展开,利用非概率可靠性指标的灵敏度分析,建立非概率可靠性的鲁棒性指标。将非概率可靠性设计优化与非概率鲁棒性设计集成到统一的设计模型中,结合SORA(Sequential optimization and reliability assessment)方法和微型多目标遗传算法进行求解。最后,通过两个工程算例分析结果,表明所提优化模型的可行性。     

关于不确定结构非概率可靠性计算的研究

将结构的不确定参数描述为区间变量,基于非概率可靠性模型研究结构可靠性的两种计算方法.一种方法是先优化得到结构功能函数的最大和最小值,再计算功能函数均值和离差的比值;另一种是将功能函数标准化,并构造一种有约束优化模型,最优解分量的绝对值即非概率可靠性指标.算例表明,两种算法对于任意功能函数都是可行的;对于线性功能函数,两者等效;对于非线性功能函数,两者略有差异.计算的差异来源于两种非概率可靠性定义的不同.     

非正态变量可靠性灵敏度分析方法

基于极限状态函数矩估计的失效概率计算,提出一种非正态变量可靠性灵敏度分析的新方法.推导极限状态函数的矩对非正态基本变量分布参数的偏导数,并利用失效概率与极限状态函数矩的关系,推导失效概率对非正态基本变量分布参数的偏导数,从而得到非正态变量可靠性灵敏度.用文中方法和改进的一次二阶矩法同时分析对数正态变量的可靠性灵敏度,验证文中方法的正确性;最后运用其方法计算失效概率对指数和Weibull分布参数的灵敏度.     

汽车半轴非概率可靠性模型的区间分析法

将汽车半轴参数的不确定参量作为区间数,结合区间数运算法则和可靠性设计方法给出了汽车半轴非概率可靠性模型,讨论了多区间变量非线性函数的可靠性度量方法,提出了基于区间分析的汽车半轴的非概率可靠性设计思路。结合算例,在性能参数的分布函数未知而区间数已知情况下进行了汽车零部件可靠性设计,得出了汽车半轴的最大响应应力。研究表明,该方法简单实用,对原始数据要求低,且对于汽车其他零部件的可靠性设计有借鉴作用。     

基于改进型飞蛾火焰算法的区间非概率可靠性优化设计

可靠性优化设计一般属于双层嵌套优化问题,针对可靠性优化问题中计算复杂、存储量大以及易陷入局部最优等不足,研究基于改进型飞蛾火焰算法的区间模型非概率可靠性优化问题,对内层可靠性分析采用了MATLAB内部函数Vpasolve,而对外层优化采用改进型飞蛾火焰算法,建立了基于改进型飞蛾火焰算法的可靠性优化设计模型,使其更利于优化计算。通过实例表明:该方法计算过程简单,速度快,为结构非概率可靠性优化提供了一种新的研究思路。     

非概率模型中基本区间变量的重要性测度

针对区间变量情况下的非概率可靠性模型,提出一种基本区间变量对系统非概率可靠性指标影响的非概率重要性测度.所提非概率重要性测度可以直接全面地反映基本区间变量对结构安全影响的重要程度,从而指导工程设计.文中分析非概率重要性测度的基本性质,而后基于蒙特卡洛方法和区间模型非概率可靠性指标的一维优化算法,提出非概率重要性测度的求...     

基于凸集的结构非概率可靠性度量研究

结构非概率可靠性分析中,结构的可靠性是通过非概率可靠性指标度量的.文中研究结构非概率可靠性的度量方法,对比分析基于区间的非概率可靠性模型和基于凸集合模型的非概率可靠性模型两种情况下的非概率可靠性指标,证明它们之间存在着确定的函数关系,揭示两种指标之间的差异是由不确定因子所决定的本质,并对其进行定性解释.同时得到一些有用的结论.     

一种考虑模糊不确定性的概率-区间混合结构可靠性分析方法

基于概率-区间混合模型,提出一种考虑模糊不确定性的结构可靠性分析方法。应用模糊随机理论,引入隶属函数的补函数,将含区间变量的模糊随机可靠性模型等效转化为仅含随机变量和区间变量的混合可靠性模型,并运用传统的求解概率-区间混合可靠性模型的最大失效概率方法求得其等效的最大模糊失效概率。最后通过三个数值算例和一个工程算例验证了该方法的有效性。     

变胞机构多失效模式运动可靠性分析与优化

针对含概率随机变量和非概率区间变量的面向任务可控变胞机构的多失效模式运动可靠性模型,提出了一种可靠度计算的方法,该方法根据可靠性变量生成含有概率信息的状态空间,结合多失效模式的失效功能函数及其变量的相关性函数生成的安全空间函数,得到变量状态空间中的安全空间,对其求解或空间离散化计算得出可靠度.在此基础上,提出了多失效模式的变胞机构运动可靠性的优化方法,得出满足约束条件的最优目标函数值及优化变量对应的可靠度分布情况.运用所提出的方法对实例中的变胞码垛机器人系统运动可靠性模型进行分析与优化,通过与传统的计算方法进行对比,验证了所提方法的准确性.研究工作为变胞机构可靠性的研究提供了参考.     

基于随机集的不完整信息可靠性分析方法

提出一种基于随机集的混合不完整信息可靠性分析方法。将各类不完整信息用随机集表示,在随机集理论框架下建立了混合不完整信息的可靠性分析统一模型。用基于随机集的函数扩张原理,得到极限状态函数的随机集表示,然后求出可靠度的极限累积分布函数。在此基础上,求出可靠度的上下界,得到可靠度的区间估计。给出了基于随机集的可靠性分析实施方法与步骤,并给出了一个组合拉杆的可靠性分析实例。