基于序列代理模型的结构可靠性分析方法

工程中部件或系统的性能函数通常是隐函数形式,该文提出基于高效代理模型的结构可靠性分析方法,构造新增样本点学习函数,并用于指导在序列迭代过程中的样本点选择。所提出的学习函数考虑了变量权重并保证所选的样本点相互之间有一定的距离且分布在极限状态方程周围。算例分析表明该方法有较好的精度和鲁棒性,不仅适用于性能函数为隐函数时的结构可靠性分析,而且也适用于现有的各种代理模型（神经网络、支持向量机、响应面等）,为结构可靠性分析提供新途径与新方法。     

基于环形抽样代理模型的结构可靠性分析方法

该文提出一种基于高效代理模型—Kriging模型的可靠性分析方法,通过欧式距离构造抽样区域,用于确定代理模型更新过程中样本点的选取范围,保证代理模型在更新过程中只对失效概率贡献大的区域选取样本点.算例分析表明该方法具有较高的精度和效率,不仅适用于性能函数为隐式的结构可靠性分析,而且通过改变环形抽样区域的带宽,同样适用于...     

复合材料蜂窝夹层结构损伤修理方法

蜂窝夹层结构是飞机上普遍使用的一种结构形式,本文主要论述了飞机上蜂窝夹层结构的主要损伤形式以及相应的修理方法.     

复合材料夹层结构制造缺陷分析

国内某型号飞机机身零件制造缺陷分析,全机主要采用碳纤维复合材料夹层结构。机身主要采用碳纤维蜂窝夹层结构,机翼主要采用碳纤维泡沫夹层结构,机翼梁肋等采用碳纤维层压结构。所有复合材料结构零件成型采用的是非热压罐中温固化炉成型。     

复合材料层压结构系统的可靠性分析方法

本文针对复合材料层压结构的特点提出层压结构系统可靠性分析的变刚度全量载荷法。根据元件利用率的大小找出临界元件,然后采用分类组合临界元件的方法枚举结构系统的破坏模式,从而得到结构系统的破坏树。由各单一破坏模式的破坏概率和计及两个破坏模式间相关系数的二阶共概率求得结构系统的可靠度。利用破坏模式删除和合并的原则使结构系统破坏概率的计算大为简化。通过算例表明本文提出的确认复合材料结构系统主要破坏模式的方法是有效的,尤其对大型复杂结构更显出它的优点。     

复合材料波纹夹层结构弯曲性能研究

为研究不同芯层结构弯曲性能,对芯板结构为矩形、梯形、三角形和余弦形的复合材料波纹板进行三点弯曲试验,利用ABAQUS仿真软件对复合材料夹层结构进行试验仿真.仿真结果表明在相同尺寸、厚度和晶格数目条件下,夹层结构芯层和下面板首先发生破坏.通过对不同芯层弯曲刚度计算可知,矩形芯板弯曲刚度较高.     

基于两参数损伤模型下剪切型结构抗震可靠性分析

利用两参数损伤模型研究了结构抗震可靠性，通过统计地震损伤模型中反应量得到地震烈度概率分布、结构最大延性系数μm及极限延性系数μu的概率分布，建立结构抗震可靠性概率公式，在结构可靠度计算中用Monte-Carlo方法模拟计算指定损伤范围内结构可靠度，并给出了实例计算结果．     

一种用于结构可靠性分析的Kriging学习函数

为提高基于Kriging模型的结构可靠性分析方法的效率,分析现有学习函数的不足,提出一种新的自适应学习函数VF.该学习函数同时考虑学习点的Kriging方差和联合概率密度函数值对失效概率估计精度的影响,避免对概率密度函数值过小的区域抽样造成的样本点浪费,提高了学习效率.根据Monte Carlo方法生成大量候选样本点,定义学习函数最大值点为最佳样本点;提出一种适合该学习函数的学习停止条件,既保证失效概率的精度又保证学习选点次数较少;分析两个数值算例.结果表明:与其他方法相比,所提出方法能够在较少样本数量的情况估计出较准确的失效概率值,其在迭代收敛速度、准确性及稳定性方面都具有较好的效果,且该方法能够应用于工程中隐式且非线性程度较高情况.     

缝纫泡沫芯夹层结构低速冲击损伤分析

在缝纫复合材料泡沫芯夹层结构低速冲击试验研究基础上,文章开展了低速冲击损伤数值分析。首先利用有限元软件分别对未缝纫和缝纫的复合材料泡沫芯夹层结构低速冲击下的损伤面积进行了数值估算,发现两者的上面板损伤面积均大于下面板的损伤面积,但两者的主要损伤模式不同,未缝纫夹层结构的主要损伤模式为上面板损伤,而缝纫夹层结构主要以泡沫芯材压碎损伤破坏为主。有限元计算结果与试验结果吻合较好,证明文中所建立模型的正确性。随后模拟计算了冲击能量、上面板厚度、泡沫芯材厚度、缝纫密度、落锤冲击位置等五个因素变化对缝纫泡沫芯复合材料夹层结构损伤面积的影响,并进行了相关的理论分析。     

基于代理模型的土质边坡可靠度分析

边坡岩土力学参数的随机性必然导致稳定的不确定性,分析边坡的稳定可靠度对工程设计具有重要意义。从有限元强度折减法入手建立了边坡稳定可靠度功能函数,并提出了边坡可靠度分析的详细步骤,针对功能函数为隐式且非线性的问题,通过选择Sobol序列样本建立Kriging代理模型,采用Monte Carlo法求解可靠度值。将该方法用于某大型换流站土质边坡工程实例中,分别计算了软土区在有、无抗滑桩2种方案时边坡的可靠度;讨论了代理模型相关函数、基函数以及建模样本数对本工程代理模型误差和可靠度计算的影响。分析结果表明,本工程代理模型相关函数优选负指数函数,基函数优选二次多项式;当Sobol序列样本数为40～60个时,代理模型误差与可靠度计算值均趋于稳定,计算效率较高;该边坡软土区设抗滑桩之前的失效概率约为0.945×10-1,设桩之后的失效概率约为6.40×10-3,实施过程中选择可靠性较高的方案。     

改进Kriging的热结构耦合梁共振非概率可靠性分析

针对梁结构在热结构耦合作用时其极限状态函数为隐式形式且难以求解的问题,基于振动可靠性理论,将改进的Kriging模型与有限元方法相结合,提出了热结构耦合梁共振非概率可靠性分析方法.首先利用Kriging法构建热结构耦合梁可靠性功能函数的近似模型,并利用主动学习法改进了选取新增样本点的方式,使得改进后的Kriging近似模型更加逼近于真实极限状态函数.在此基础上,考虑结构参数的不确定性,对梁结构的不确定变量用区间变量进行描述,建立了含有超椭球凸集的梁结构共振非概率可靠性模型,最后结合优化方法求解出梁结构共振非概率可靠性指标.算例结果表明了该方法的合理性以及计算精度高的特点,为热结构耦合梁的共振非概率可靠性分析提供了可行的途径.     

基于参数化L系统的植物结构模型可视化模拟

植物学家归纳出的植物结构模型,规定了植物形态发生的方式以及植物生长的最终结构.根据结构模型进行植物建模可以精确描述植物的结构特点,可视化模拟其生长过程.探讨了利用参数化L系统生成这些结构模型的方法以及基于这些模型的植物形态可视化模拟,给出了模拟这些结构模型所需的L系统的迭代公理和若干产生式参数.在模拟具体植物时,该方法可以方便、快速地生成植物的空间结构.     

随机参数桁架结构的有限元与可靠性分析

对随机参数桁架结构在随机荷载作用下的有限元分析方法进行了研究.分别或同时考虑了结构的物理参数、构件的几何尺寸和作用荷载幅值等的随机性;应用代数综合法,对结构位移和应力响应随机变量的数字特征计算表达式进行了推导,进而得到结构各响应量的可靠度指标.通过算例表明文中提出的基于概率的随机桁架结构分析与可靠性分析方法的合理性与可行性.     

结构模糊-随机联合可靠性分析新模型

基本变量同时与概率分布函数和模糊隶属函数相关联,是结构可靠性问题中模糊性和随机性结合的一类特殊情况。为解决其可靠性评估问题,本文运用模糊集理论将这类问题等效为变量取值受模糊约束的概率可靠性问题;进一步基于模糊事件的概率测度理论和模糊事件的条件概率原理,建立了一种新的结构可靠性模型。新模型能与已有的关于模糊失效、模糊随机混合、模糊随机耦合等结构可靠性模型相统一,可用于发展模糊、随机复杂作用的结构可靠性统一理论。     

基于参数化建模的公差设计评价技术研究

运用尺寸链技术计算出零件在公差及其他变形影响下的最终作用尺寸,利用solidworks中特征建模方法建立起装配体的三维模型,并根据该软件的参数化设计功能,利用VB对其进行二次开发,模拟了装配结果,实现了变参数设计方法在公差设计评价技术上的应用.     

2．5D结构复合材料实体模型的参数化建模

用有限元计算软件分析2.5D结构复合材料的性能必须首先建立其实体模型,然而2.5D结构复合材料的实体模型十分复杂,增强体结构参数的变化导致模型变化,而有限元软件自身的建模能力不强,致使该软件的应用受到限制.采用参擞、关系式和编程设计等方法,用Pro/Engineer软件绘制了能随着增强体结构参数变化而改变的增强体几何模型,通过数据接口将其导入ANSYS,再经过对几何模型的实体化和布尔操作,得到实体模型.参数化建模过程表明,该方法简单、实用.     

建筑结构模糊抗震可靠性分析

本文首次提出了同时考虑结构抗力的随机性和模糊性的抗震可靠性计算方法。通过算例与非模糊可靠性进行了比较。结果表明,结构抗力的随机性较模糊性对可靠性影响大。     

基于遗传模拟退火算法的结构可靠性分析

为了克服一次二矩法在迭代求可靠性指标时可能不收敛或收敛于局部验算点的缺点以及现有遗传算法局部搜索效率不高的问题,提出了采用混合模拟退火与遗传算法计算结构可靠性的新方法.先采用遗传算法开始随机搜索,通过选择、交叉、变异等遗传操作产生新的个体,再对这些个体分别进行模拟退火,以其结果作为下一代群体中的个体.结合有限元计算,给出了船舶三维空间梁板结构的功能函数,并采用遗传模拟退火算法求结构可靠性指标.算例分析表明该方法计算精度高,为求解结构可靠性指标提供了一种新的思路.