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.     

改进的重要抽样可靠性灵敏度估计及其方差分析

针对可靠性灵敏度分析,提出了一种改进的重要抽样方法.与传统的重要抽样可靠性灵敏度分析方法类似,所提方法需首先找到失效域的最可能失效点来构造重要抽样密度函数.显然求得最可能失效点后即可求得相应的可靠度指标.改进的方法利用标准正态空间中失效域位于以坐标原点为球心可靠度指标为半径的超球之外的性质,只计算超球外的重要抽样样本点的功能函数值来完成可靠性灵敏度的估计,而传统方法则是通过计算所有重要抽样样本点的功能函数值来完成可靠性灵敏度估计的,因此改进的方法将具有更高的计算效率.文中推导了单模式和多模式串联系统的改进方法可靠性灵敏度估计值的方差和变异系数计算公式,通过算例比较了改进方法与传统方法的效率.算例结果表明:在灵敏度估计值方差相同的条件下,改进方法所需计算的功能函数的次数小于传统方法.     

基于混合密度估计的自适应重要抽样可靠性及可靠性灵敏度分析

提出一种高效的基于混合密度函数的自适应重要抽样法,分析结构的失效概率及偏导型可靠性灵敏度.该重要抽样方法运用有限混和密度函数拟合法得到失效域中预抽取样本点的概率密度函数,将之作为重要抽样函数.这些预抽取样本利用马尔可夫链快速模拟得到,相应的重要抽样函数将趋于最优化的重要抽样函数.其次,将所提方法运用到结构可靠性灵敏度的分析中.所提方法具有比传统重要抽样法更高的效率,且可以运用于多模式系统结构的分析,最后给出的算例亦说明文中方法的精度和效率.     

可靠性灵敏度分析的重要抽样方法

基于重要抽样模拟,提出一种新的求解可靠性参数灵敏度的方法.所提方法依据失效概率对基本变量分布参数偏导数的积分表达式,推导可靠性灵敏度分析的重要抽样计算公式,该公式为一推导的函数在失效域中的数学期望形式,而该数学期望可以利用重要抽样函数获取的落入失效域中的样本来估计.算例结果表明,所提方法在保证同样计算精度的情况下具有比Monte Carlo模拟法更高的计算效率.     

基于序贯验后加权检验的鱼雷抽样检验分析

Bayes理论是分析研究具有小子样特点鱼雷可靠性的有效方法,文中基于序贯验后加权检验的思想,给出针对二项分布的抽样检验基本方法,并将其应用在鱼雷系统抽样检验试验中.该方法充分利用抽样试验之前所能获得的先验信息,可有效减小试验所需的样本容量.最后以鱼雷系统为例进行分析,仿真结果验证该方法在减小试验样本容量的有效性,为鱼雷可靠性抽样检验试验提供一种新的分析方法.     

基于重要抽样马尔可夫链模拟的可靠性灵敏度分析新方法

重要抽样法是一种计算效率高而应用广泛的可靠性分析方法.在采用重要抽样法计算失效概率的前提下,文中基于重要抽样马尔可夫链模拟提出一种可靠性灵敏度分析新方法.所提方法根据计算失效概率积分表达式,将失效概率对基本变量分布参数的偏导数表征的可靠性灵敏度转化为一个特征函数的条件数学期望形式,该数学期望是以基本变量在失效域中的条件概率密度函数为基础的.然后利用重要抽样马尔可夫链模拟,将计算失效概率的重要抽样样本转化为基本变量落在失效域中的条件样本.最后用特征函数在这些条件样本点处的样本均值估计数学期望,进而完成可靠性灵敏度分析.文中方法的主要优点是效率高,只需要在计算失效概率重要抽样法的基础上增加很少的工作量,即可完成可靠性灵敏度分析.另外,由于该方法未引入线性假设,因此它可以较好地考虑极限状态方程非线性对可靠性灵敏度的影响,大量的算例结果充分证明所提方法的这些优点.     

小子样产品可靠性一次抽样方法研究

根据抽样理论和小子样产品的可靠性特点,对小子样产品可靠性一次抽样的子样确定方法进行了修正,提出了更加合理的小子样产品可靠性一次抽样的子样确定方法,从而完善了有关小子样产品的一次抽样方案。结果表明,本文给出的抽样方案,不仅较好地反映批产品的质量水平,而且充分考虑了生产方和使用方的风险,具有一定的工程价值。     

线抽样可靠性灵敏度的方差分析

为判别线抽样可靠性灵敏度分析的收敛性,推导了线抽样可靠性灵敏度估计量的方差和变异系数的计算公式,近似计算了线抽样可靠性灵敏度在给定置信度下的置信区间。通过算例比较了线抽样可靠性灵敏度与Monte-Carlo可靠性灵敏度估计值的方差和变异系数。计算结果表明：线抽样可靠性灵敏度分析方法是一种高效率、高精度的方法。     

基于马尔可夫链样本模拟的线抽样方法研究

针对工程中常见的多变量、小失效概率的隐式非线性极限状态方程的可靠性分析问题,提出马尔可夫链样本模拟与线抽样相结合的高效数字模拟法.所提方法采用马尔可夫链快速得到失效域中的样本,并依据这些样本获取线抽样的重要方向,然后再采用线抽样技术在重要方向上进行抽样,进而得到失效概率的高效估计.与传统的有限差分法相比,基于马尔可夫链的重要方向获取方法具有结果准确和稳定的优点.将文中方法用于分析多级循环载荷作用下某发动机涡轮盘的低周疲劳寿命的可靠性,结果表明所提方法对于高维、小失效概率的可靠性分析是有效可行的.     

基于自适应重要抽样的可靠性灵敏度分析方法

针对隐式极限状态方程的小失效概率问题,提出基于自适应重要抽样的可靠性灵敏度分析方法,给出该方法的具体实现步骤.所提方法从重要抽样抽取的所有样本点中选取合适的样本,利用回归分析和隐函数求导法则,求取失效概率对基本变量分布参数的灵敏度.所提算法的精度首先用有精确解的问题进行验证,然后在工程实例中进行应用.研究结果表明,与Monte Carlo可靠性灵敏度方法相比,所提方法具有计算精度相近但计算工作量小的优点,这种优点在失效概率小的情况下体现得更加充分.     

基于拉丁超立方抽样及响应面的结构模糊分析

在对边值模糊分析方法和优化边值模糊分析方法研究的基础上,将拉丁超立方抽样和响应面方法引入结构模糊分析,提出一种基于拉丁超立方抽样及响应面的模糊分析方法。讨论这种方法的数学运算,并与Monte Carlo方法进行比较。最后基于这种方法,对一个用隐式方程描述的有限元悬臂梁模型进行模糊分析,得到变形模糊结果。     

截断正态分布情况下结构可靠性分析的方向抽样和方向重要抽样估计及其方差分析

针对工程中普遍存在的截断分布问题,首先将截断分布情况下的可靠性模型转化为非截断分布情况下的多模式并联系统的可靠性模型,然后采用方向抽样法和方向重要抽样法两种方法对可靠性模型进行求解。所提方法不仅适用于单个失效模式情况下截断分布可靠性分析,也适用于多模式串、并联系统截断分布情况下的可靠性分析。推导基于方向抽样和方向重要抽样的截断分布可靠性估计值的方差分析公式。在给出所提模型的基本原理和实现过程后,数值算例用来比较方向抽样、方向重要抽样法和直接Monte Carlo数字模拟法的效率和精度,结果表明在满足精度的条件下,所提的两种方法具有较高的效率,且与方向抽样法相比较,方向重要抽样法具有更高的计算效率。非截断和截断情况下机翼模拟算例的分析结果表明,忽略实际中存在的截断可能带来较大的计算误差。     

深海浮游微生物浓缩保压取样技术

为了获得具有原位特性的深海微生物,研制了一种具有高浓缩比和高保压性能的深海浮游微生物取样器。它采用微生物滤膜截留海水中的浮游微生物,通过深水泵过流大量海水实现在线浓缩取样;采用预充压力的蓄能器作为压力补偿器,对取样器采样筒压力进行实时补偿,实现深海浮游微生物的保压取样。分析了实现在线浓缩取样的关键技术,研究了蓄能器预充压力和采样筒保压效果的关系。模拟试验表明:采用过流技术可以实现浮游微生物在线浓缩取样;当取样水深为6 000 m,蓄能器预充压力大于25 MPa时,获得的样品6h内压力下降不超过原位压力的2％。深海试验(试验水深1900 m)表明:采用蓄能器作为压力补偿器能可靠实现保压取样。     

SAMPLING PRINCIPLE AND TECHNOLOGY IN WAVELET ANALYSIS FOR SIGNALS

０ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｒｅｃｅｎｔｔｅｎｙｅａｒｓ,ｗａｖｅｌｅｔａｎａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｇｏｏｄｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｄｏｍａｉｎ－ｔｉｍｅａｎｄｄｏｍａｉｎ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｈａｓｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏ...     

现行圆柱度测量方法分析及采样方案新策略

在对新一代产品几何技术规范GPS(geometrical product specification)采样要求分析的基础上,采用现有仪器对样品轴的圆柱度进行多组实测,同时结合计算机模拟分析,深入探讨现行测量方法的局限性和存在问题,即现有的仪器和现行的测量方案难以满足GPS采样规范隐含的采样面密度和采样频率要求.计算机模...     

重要抽样法误差的计算分析

用大量算例对重要抽样法计算结构失效概率的误差进行了计算分析，给出了误差分布的直方图，并研究了其特性。结果表明，重要抽样法的误差是一种随机误差，可用正态分布来很好描述。通过对计算结果的分析，得到了相对误差ε与抽样次数Ｎ之间的近似关系式，同时也对计算结果的变异系数ＣＯＶ与ε的关系进行了研究，为工程结构失效概率的模拟计算提供了一个保证精度的初步停机准则。     

焊接电弧紫外光谱信息的计算机采集与处理系统

以焊接电弧紫外光谱的分布特征为研究对象,研制了一套焊接电弧紫外光谱计算机采集与处理系统并开发了相关软件,实现了紫外光谱采集过程的自动化、焊接电流与电弧电压的实时监测,并在电弧物理和光谱学原理的基础上,对采集的焊接电弧紫外光谱信息进行变换和处理。     

考虑状态模糊性时广义失效概率计算的线抽样方法

针对状态具有模糊性的广义可靠性分析问题,提出一种广义失效概率计算的线抽样方法.所提方法首先将广义失效概率的积分区域依据功能函数的取值离散化,在离散化的积分区域中极限状态函数对模糊失效域的隶属函数近似保持为常数,从而可以利用高效的线抽样方法求得广义失效概率.给出所提方法的实现步骤和原理,并用理论和工程算例证明所提方法的合理性与可行性.     

ARMA MODELS FOR MODAL ANALYSIS: EFFECT OF MODEL ORDERS AND SAMPLING FREQUENCY

Modal analysis is usually conducted in the frequency domain. If frequency domain methods work very well when damping is low, noise level is low and natural frequencies are not too much closed, these methods however by requiring an averaging of the samples, are always time-consuming. On the other hand, time-series analysis are very attractive because samples with very short length are sufficient, but these time-series methods are actually not user friendly. This paper compares the accuracy of three auto-regressive moving average methods (recursive least-squares, output error and corrected covariance matrix methods) for identifying modal parameters of mechanical systems. These methods are applied to industrial structures both from numerical simulations and from experimental measurements. It is shown that these methods are very sensitive to the sampling frequency and that an optimal sampling frequency must be selected in order to have confidence in the identification. When sampling frequency chosen is too high, the order of the model must be increased which leads to a lack of accuracy. A sampling frequency selected approximately between three and ten times the maximal frequency of interest was revealed as acceptable while oversampling led to false results. The output error method was the less accurate one for the studied cases, especially for the damping rate identification. Elsewhere the corrected covariance matrix method revealed as the more accurate, the less sensitive to sampling frequency and the more stable method according to the selected order. The corrected covariance matrix method was applied to a complex industrial application with completely unknown dynamic behaviour and number of degrees of freedom. The application of the corrected covariance matrix method allowed to find the number of frequencies in a specific bandwidth and furthermore to identify the modal parameters.     

基于压缩感知的平面近场声全息方法及其应用

传统的平面近场声全息在其重建过程中,无论采用波数域滤波或是正则化方法,都无法解决其本身的不适定性,进而无法提高重建精度。基于压缩感知的平面近场声全息,有效地利用了质点振速信号的稀疏性,将传统地直接求解质点振速转化为间接求解稀疏系数,避免了重建过程中的不适定问题。结合基于Tikhonov正则化方法的平面近场声全息,从数值仿真角度分析了两种方法的重建精度,结果表明,基于压缩感知的平面近场声全息方法具有很好的重建精度,尤其是在重建面的边界区域。最后,应用该方法有效地识别出了冰箱的噪声源,为其噪声控制提供有效依据。