随机激励下随机结构动力可靠性灵敏度分析

对于随机激励下随机结构动力可靠性的灵敏度分析问题,在加权非线性响应面法的基础之上建立了随机结构动力可靠性灵敏度分析方法.所提方法从随机结构无条件动力可靠度的表达式出发,首先将随机结构的动力可靠性分析问题转化成传统的静力可靠性分析问题,然后采用基于加权非线性响应面法的Monte-Carlo可靠性灵敏度分析方法求解动力可靠性灵敏度值.算例表明该方法的计算结果是合理的,并且由于加权非线性法具有较高的效率和精度,因而所提方法具有一定的工程意义.     

装载机两柱翻车保护装置的可靠性灵敏度分析

翻车保护装置的主要功能是当工程车辆发生滚翻等意外事故时,保障驾驶员的安全,最大限度地降低事故造成的生命财产损失.对装载机两柱翻车保护装置的可靠性及可靠性灵敏度进行分析.使用有限元软件对结构进行参数化建模,建立相应的设计变量.根据试验设计理论,使用随机有限元方法对结构进行应力分析,获得了设计变量与应力间的一一对应关系.利用BP神经网络的非线性拟合技术,对获得的样本进行拟合,获得功能函数的显式表达.根据应力-强度干涉理论,运用一次二阶矩方法得到结构的可靠性.使用矩阵微分技术,分析了设计变量对结构可靠性的影响程度,即可靠性灵敏度.所得结果可为装载机两柱翻车保护装置的设计提供理论依据,具有一定的工程意义.     

模糊可靠性灵敏度分析的线抽样方法

依据失效域具有模糊性时模糊失效概率的定义,提出了模糊可靠性灵敏度分析方法。推导了线性功能函数、独立正态基本变量和正态型隶属函数情况下,模糊可靠性灵敏度的解析表达式。给出了模糊可靠性灵敏度的Monte Carlo数字模拟方法,该方法结果在模拟次数趋于无穷时,收敛于真值,但效率较低,尤其是针对高维和小失效概率问题。为解决数字模拟法效率低的问题,提出了模糊可靠性灵敏度分析的线抽样方法。通过离散模糊失效概率积分区域,建立了模糊可靠性灵敏度与离散区域随机可靠性灵敏度的关系,进而利用随机可靠性灵敏度分析的线抽样方法求得模糊可靠性灵敏度。该方法的基本原理、计算公式及实现步骤被详细给出,适用于高维问题和小失效概率、精度高及收敛快等优点则由该文的算例进行验证。     

随机区间模糊混合参数结构可靠性分析

研究同时存在随机、区间、模糊变量的混合参数结构可靠性问题。利用广义密度函数法将模糊变量转化为当量随机变量,基于随机概率可靠性分析方法,获得概率可靠度指标表达式。考虑可靠度指标具有的区间性,利用区间数运算法则及区间截断法对所得可靠度指标区间进行计算、重置,获得混合参数结构可靠度区间表达。通过两算例验证该方法的可行性及有效性。     

具有应力集中的机械零件可靠性稳健设计

针对在工程中很难给出带有应力集中的机械零件的显式功能函数的问题,将有限元方法、神经网络技术和可靠性理论相结合,给出了带应力集中的机械零件的可靠性稳健设计方法,数值模拟得到随机设计变量与机械零部件结构响应之间的函数关系式,结合随机摄动法和可靠性灵敏度技术,进行结构可靠性稳健设计,从而解决了工程实际中很难给出极限状态函数显式的问题,为结构可靠性稳健优化设计提供了一种新方法。     

模糊参数平面连续体结构的拓扑优化设计

研究了具有模糊参数的连续体结构在模糊载荷作用下的拓扑优化设计问题。利用信息熵将模糊变量转换为随机变量,构建了随机载荷作用下的随机参数的连续体结构的拓扑优化设计数学模型,以结构的形状拓扑信息为设计变量,结构总质量均值极小化为目标函数,满足单元应力可靠性为约束条件,利用分布函数法对应力可靠性约束进行了等价显式化处理。基于随机因子法,利用代数综合法导出了应力响应的数字特征的计算表达式。采用双方向渐进结构优化(BESO)方法求解。通过两个算例验证了该文模型及求解方法的合理性和有效性。     

结构可靠性灵敏度因子的一种新指标

通过对可靠性灵敏度的分析和推导,利用灵敏度标准差值构造了一种新的可靠性灵敏度因子。与传统灵敏度因子不同的是,新因子不仅能反映各随机变量对结构失效概率影响的重要性程度,因子的数值大小还能表征将单个变量作为确定性变量处理或将多个变量同时作为确定性量处理时所引起的可靠指标误差大小。据此结论,采用新灵敏度因子进行灵敏度分析时,只需要进行一次分析就能识别出各随机变量对结构失效整体影响的有益信息,可以有效地提高计算效率,降低分析难度。利用数值算例验证说明了所提可靠性灵敏度因子指标的有效性。     

导管架海洋平台可靠性模糊优化设计

建立了基于可靠度的平台模糊优化设计模型。探讨了导管架平台结构主要失效模式和平台结构期望失效费用的确定方法,对平台构件及结构体系可靠性指标进行了灵敏度分析,给出了平台结构可靠性模糊优化设计流程。以胜利油川坦北采油平台为例进行可靠性模糊优化设计,并与确定性优化设计结果进行比较,算例结果显示进行可靠性模糊优化设计是非常必要的。     

基于遗传算法的谐波齿轮可靠性优化设计

谐波齿轮具有优异的特性,在传动系统中的应用越来越广泛.针对谐波齿轮,考虑其设计过程中的各种不确定因素,根据其失效形式建立谐波齿轮的可靠性分析模型.在可靠性理论和优化设计方法的基础上,将可靠性设计与遗传算法结合起来;根据应力-强度干涉理论使用一次二阶矩法对谐波齿轮进行了优化设计;使用矩阵微分技术,分析了设计变量对结构可靠性的影响程度,即灵敏度.并使用蒙特卡洛模拟的方法对可靠性进行了验证.在基本随机参数的前二阶矩已知的情况下,通过计算机程序可以迅速准确地得到谐波齿轮可靠性优化设计信息.数值算例表明,所提出的方法是一种实用、有效的方法.     

多失效模式典型结构系统可靠性稳健设计方法研究

应用随机摄动技术与二阶矩方法,结合概率网络估算法（Probability Network Evaluation Technique）,讨论了多失效模式下结构系统的可靠性和可靠性灵敏度问题,并进一步对结构系统的可靠性稳健设计进行了分析。获得了不同失效模式间的相关统计特性,应用概率网络估算法确定了系统的代表失效模式,得出了...