土工构筑物的逆几何可靠性分析算法

针对特定场地下土工构筑物的正常使用极限状态,考虑钻孔灌注桩、抗浮锚杆或CFG桩单桩荷载-位移测试曲线之间的离散性,将测试曲线拟合得到的回归参数集视作随机变量,基于几何可靠性算法框架,运用高斯Copula函数联合分布模型实施由标准正态空间到原始物理空间中随机变量的表征转换,构建基于概率密度等值线的逆几何可靠性算法。该算法假定描述随机变量服从正态分布的某一参数（均值或变异系数）未知,给定目标可靠指标,可推求随机变量的概率密度等值线。通过极限状态方程限定概率密度等值线的几何轮廓,可求解特定目标可靠指标下随机变量的未知均值或变异系数,并求出相应的安全系数。当随机变量服从其他非正态边缘分布时,等值线的几何轮廓仍由一系列离散点近似表征,逆可靠性分析同样适用。建议的算法主要用于解决随机变量部分统计参数缺失或不完备的难题,给定目标可靠指标时可根据构筑物重要性等级进行安全系数校准。     

随机弹性杆在随机瞬态温度场下的热响应分析

研究弹性杆在其物理参数、温度场同时具有随机性时的热响应。利用隐式差分法求解随机瞬态温度场,结合Monte-Carlo模拟法得到各时间节点处结构温度场分布的数字特征。利用随机因子的有限元法推导出在各时间节点处结构位移和单元应力响应的均值和方差计算表达式,其中加入了随机机械载荷的影响。通过悬臂杆的算例,得到结构各节点位移响应及单元应力响应在瞬态变温阶段内均值和均方差的变化规律;并考察了在随机力载荷和随机热载荷共同作用下,各随机参数的分散性对响应分散性的影响。     

随机参数结构振动控制的特征值分析

以物理参数为随机变量的结构为研究对象,从随机结构刚度矩阵和质量矩阵中提取出随机因子并将其引入振动控制方程,用随机因子来表示控制方程中参数的随机性．并利用代数综合法推导出振动控制特征值的均值和方差的表达式．同时,应用3σ准则对随机结构振动控制的稳定性进行了分析,得出了稳定性的判据．通过一个悬臂梁的算例表明,弹性模量对振动控制闭环特征值的影响要大于质量密度的作用,表明了文中方法的可行性．     

基于信息熵模糊桁架结构有限元分析

研究模糊桁架结构在模糊力作用下的有限元分析方法．考虑桁架结构材料物理参数、几何尺寸和外荷载同时为模糊变量,利用信息熵将模糊变量转变为随机变量．基于随机因子法,利用代数综合法推导出结构位移和应力响应的均值、方差的计算表达式．通过算例,分析了结构物理参数、几何尺寸和外荷载的模糊性对结构位移和应力响应的影响．     

基于共轭分布的洪水过程动态估值

将洪水过程的实际流量与原始预报流量的比值Rt视为随机变量,并选定其概率分布为正态分布,把其中所含参数均值与方差视为随机变量,按贝叶斯法则中的共轭分布法确定均值与方差的先验与后验分布,由后验分布可推得比值Rt的概率分布函数.将各预报时刻流量实时观测值与原始预报值的比值Rt作为抽样,据样本值对均值与方差的后验分布进行滚动更新,进而得到后续各时刻实际流量的概率分布及分位数的动态修正与估值.     

基于盲数理论的电动轮自卸车A型架区间 疲劳强度分析与优化

由于电动轮自卸车A型架制造工艺及使用环境的不确定性极易引起材料参数的改变,因此将A型架疲劳强度定义为一区间值。为避免电动轮自卸车A型架在满载下坡转弯制动工况下因区间疲劳强度不足造成疲劳失效,首先基于盲数理论分析了电动轮自卸车A型架区间疲劳强度,其区间值为142.32～256.86MPa。其次,充分考虑其设计、制造及使用过程中的不确定性因素,将设计阶段的A型架钢板结构尺寸、制造阶段的焊缝材料参数及使用阶段的关键铰接位置载荷作为随机变量,利用拉丁超立方法对其抽样,通过弹塑性有限元模拟获取周期载荷作用下的随机变量响应值,得到A型架区间应力值为95.01～153.50 MPa。通过对比,A型架区间应力值与区间疲劳强度发生干涉。最后,基于响应面法对随机变量建立疲劳可靠性功能函数,利用遗传算法开展A型架区间疲劳强度优化设计。结果表明:优化后的A型架区间应力最大值为134.50 MPa,小于区间疲劳强度最小值,从而保证了A型架的疲劳可靠性。     

应变能约束下多随机参数连续体结构的拓扑优化

研究几何和物理参数均为随机变量的平面连续体结构在结构总应变能约束下的拓扑优化设计问题．以结构总质量均值最小化为目标函数,以结构的形状拓扑信息为设计变量,以结构总应变能概率可靠性指标为约束条件,构建了随机结构的拓扑优化设计数学模型．利用代数综合法,导出了应变能响应的均值和均方差的计算表达式．采用双方向渐进结构优化的求解策略．通过两个算例验证了本模型及求解策略的合理性和有效性．     

随机-区间参数平面连续体结构可靠性分析

利用3σ准则实现随机变量和区间变量的相互转换。利用区间因子法,导出区间参数结构节点位移、单元应力和单元应变能响应的均值和离差的计算表达式;利用随机因子法,导出随机参数结构响应的均值和均方差,进而解决具有随机-区间参数结构的可靠性分析问题。通过2个算例验证了该方法简单易行及其有效性。     

基于Neumann展开Monte-Carlo有限元法的随机温度场分析

利用Neumann展开Monte-Carlo随机有限元法,对导热系数、换热系数、热流密度、环境温度以及内热源等物理参数同时具有随机性的温度场问题进行了分析,给出了节点温度响应的均值、变异系数和节点温度落在某一区间内的概率计算公式．通过算例考察了各随机变量的变异性大小对节点温度响应的影响,并表明随着结构的自由度数目增大,文中方法呈现出计算效率高的优点．     

随机载荷谱下裂纹扩展统计特性研究

针对随机载荷谱下裂纹扩展的随机性和分散性,本文在确定性断裂力学基础上,应用概率断裂力学(PFN)方法研究随机载荷谱下裂纹扩展的分散性.考虑随机载荷谱下裂纹扩展分析特点,发展描述裂纹随机扩展统计特性的模型.通过与大子样试验结果对比,表明该模型可较好地反映裂纹扩展的统计特性.只要相应参量的分布特性已知,该模型亦可较方便地应用于工程实际.     

二维向量Sturm-Liouville问题的特征值

研究定义在有限区间[0,1]上的具有一般分离型边界条件的二维向量Sturm-Liouville问题。证明在一定条件下,该二维向量Sturm-Liouville问题只有有限个二重特征值。得到该二维向量Sturm-Liouville问题的某个特征值是二重特征值的必要条件。找到常数MQ使得大于该常数的特征值都是单的（一重）。     

网络计划的网络时差模型及其最值

网络计划的网络时差表示各工序实际可用的机动时间的总和（不是理论上机动时间的简单加总）,即CPM网络计划的总机动时间,它决定着在总工期不变的前提下,所有工序实际可以达到的最大工期的总和,与工程项目的成本密切相关.网络时差是变量,与各工序的时间参数相关,说明可以通过调整工序的时间参数决定该时差的取值,进而实现成本优化,但目...     

工程项目风险分析中的蒙特卡洛模拟

对在不确定环境中的实际工程项目,采用蒙特卡洛模拟进行风险分析.模拟模型考虑了实际存在的非独立随机变量以及不同随机变量的概率分布.通过自编的工程项目风险分析蒙特卡洛模拟法程序,对实际项目的备选方案所涉风险进行分析,解释分析结果并为项目决策提供了依据.     

随机参数板梁组合结构有限元分析的随机因子法

以随机物理参数板梁组合结构为对象,研究了其在随机力作用下的有限元分析方法．利用随机因子法,建立了结构的弹性模量和外载荷同时具有随机性时结构的有限元方程;利用代数综合法推导出结构位移和应力响应的均值、方差的计算表达式．通过算例,分析了结构物理参数和外载荷的随机性对结构位移和应力响应的影响,并验证了文中模型和方法的合理性与可行性．     

基于统计数据离散性的混合滑动模型改进

介绍了用于估计有限断层震源模型的混合滑动模型方法,并针对方法中采用半经验关系式计算模型参数值的过程进行了改进.将模型参数视为正态随机变量,其均值为用半经验关系式算得的模型参数值,其方差为统计半经验关系式过程中得到的标准偏差.由此,对应一给定震级,每一个模型参数均能产生若干不同参数值,可表达统计数据的离散性.着重论述了改进中对某些模型参数的特殊处理方法,并借助一具体实例展示了改进后混合滑动模型方法的应用步骤.算例结果显示,对应一目标震级,改进后的模型可生成若干尺寸和滑动分布各异的有限断层震源模型,为表达未来地震震源的不确定性提供了参考.     

黄土边坡可靠度的随机有限元分析

为了研究黄土边坡的可靠度,在对黄土强度参数进行变异性统计、概率分布检验及垂直向自相关距离计算的基础上,将黄土强度参数黏聚力和内摩擦角作为随机变量,将其在二维边坡剖面的空间变化作为随机场,用局部平均细分法将符合一定均值和标准差的强度参数按随机场分布在边坡剖面的有限元网格上,再采用弹-理想塑性有限元计算边坡稳定系数,用Monte-Carlo法计算其失效概率。结果表明:黄土黏聚力的变异系数多在0.30以上,内摩擦角的变异系数多在0.20以下,且黄土高原从西向东两个参数的变异性都增大;黏聚力和内摩擦角的概率分布类型对边坡失效概率计算结果影响显著,统计检验发现黏聚力采用对数正态分布、内摩擦角采用正态分布为宜;黄土地层的垂直向自相关距离多在0.7 m以内,与计算厚度的比值多小于0.2;在大部分黄土的变异系数与自相关距离水平下,采用确定场进行可靠度分析,多数情况将极大地高估了黄土边坡的失效概率,而在极端高变异系数水平下,采用确定场进行可靠度分析,又将极大地低估其失效概率。     

随机激励下随机参数超空泡结构的动力可靠度

针对具有随机参数的超空泡结构在随机激励下的动力可靠性问题,使用八节点超参数壳单元对超空泡航行体建模,将超空泡尾部受到的冲击载荷及滑行力简化成2个存在某一相位差的平稳随机过程,利用虚拟激励法将双随机问题精确地转化为单随机问题.应用Newmark法结合虚拟激励摄动法计算出随机结构的应力响应,进而求出随机参数超空泡结构动力可靠性所需的全部数字特征.由首次超越破坏准则的动力可靠度公式,求出随机参数超空泡结构动力可靠度的均值和方差的计算公式,解决了具有随机参数超空泡结构的动力可靠性问题.通过算例与Monte Carlo方法结果的比较,验证文中方法的可行性和有效性.     

车辆在底盘测功机上驱动功率的数据分析

介绍了底盘测功机测试原理，运用假设检验对底盘测功机上车辆的驱动功率和发动机台架实验净功率的实验数据进行了显著性分析，得出了发动机台架实验的功率测量值和底盘测功机上驱动功率值是显著不等的．运用正交设计、多因素方差分析的方法分析出底盘测功机上不同档位进行功率测量的差异是不显著的；运用相关性分析，得出了档位和驱动功率的相关系数，以及档位和驱动功率存在弱的负相关关系．     

车辆在底盘测功机上驱动功率的数据分析

介绍了底盘测功机测试原理,运用假设检验对底盘测功机上车辆的驱动功率和发动机台架实验净功率的实验数据进行了显著性分析,得出了发动机台架实验的功率测量值和底盘测功机上驱动功率值是显著不等的.运用正交设计、多因素方差分析的方法分析出底盘测功机上不同档位进行功率测量的差异是不显著的;运用相关性分析,得出了档位和驱动功率的相关系数,以及档位和驱动功率存在弱的负相关关系.     

随机-区间混合不确定性多输出模型确认指标

为解决随机和区间变量共存条件下的多输出模型确认问题,提出了一种新的模型确认指标.首先,依据概率方法和区间理论,分析了随机输入变量在实现值条件下随机-区间混合不确定性多输出模型的特点;然后,将基于马氏距离的随机不确定性多输出模型确认方法,推广到随机-区间混合不确定性因素影响下的多输出模型确认之中,定义了一种新的多输出模型确认指标.该指标运用模型输出响应量与试验输出响应量的上、下界马氏距离分布函数曲线之间的面积差异,度量随机-区间混合不确定性条件下多输出模型预测结果与试验结果之间的不一致性.最后,讨论了所提指标的数学性质,给出了指标的计算方法和步骤,通过一个数值算例和一个工程算例验证了指标的正确性与有效性.研究结果表明,当样本数据量充足时,新的模型确认指标能够有效地度量模型输出响应量与试验结果之间差异程度,正确地判断不同多输出模型的优劣,适合于随机-区间混合不确定性因素影响下的多输出模型确认问题.