概率信息不全时基于Copula理论的可靠性及基本变量重要性测度分析

针对工程中概率信息不全的可靠性问题,利用Copula理论逼近基本变量的联合分布函数和联合概率密度函数,建立Copula逼近基础上可靠性分析的自适应截断抽样法,并建立Copula逼近基础上基本变量对失效概率影响的重要测度分析的自适应截断抽样法.在所建模型中,基于Spearman相关系数的Copula函数被用来描述模型的相关性部分,其本身不受各个变量边缘分布的限制,比传统的Pearson相关系数具有更强的实用性.而建立在Copula逼近基础上的自适应截断抽样,可以利用自适应寻找设计点过程中的信息来计算失效概率,提高可靠性分析和基本变量重要性分析方法的效率和稳健性.在详细给出建模原理和求解流程方法后,算例用于说明模型的合理性和算法的可行性.     

失效概率计算的截断重要抽样法

在结构可靠性分析中,传统的重要抽样法通过将抽样中心移到设计点处,从而提高了抽样效率。在传统的重要抽样方法基础上,通过引入截断的重要抽样函数,提出了失效概率计算的截断重要抽样法。与传统的重要抽样法相比,所提方法将重要抽样的区域控制在以均值点为球心的超球之外,从而进一步提高了抽样效率。推导了截断重要抽样方法的失效概率估计值的方差和变异系数计算公式。算例结果表明:在相同的抽样次数下,截断重要抽样法比传统的重要抽样法具有更小的失效概率估计值变异系数,而在相同的计算精度下,截断重要抽样法所需的样本数更小,这说明截断重要抽样法比传统重要抽样法具有更高的效率。     

模糊线性回归及其在模糊可靠性分析中的应用

在T ANAKA提出的模糊线性回归模型的基础上,对其进行了扩展和改进,建立了输入变量和输出变量同为模糊量时的模糊线性回归模型,实现了从输入变量到输出变量之间的模糊性传递,从而使得结构/机构系统基本变量的模糊特性可以通过回归分析传递给响应变量,进而将一个多变量的模糊可靠性问题转化为只有模糊响应量和模糊允许量两个变量的问题,大大简化了模糊可靠性分析问题。最后,应用所提的模型对一个含隐式功能函数的弹性四连杆机构进行了模糊可靠性分析,分析结果表明了该模型的可行性。     

高维小失效概率可靠性分析的序列重要抽样法

针对工程实际中大量存在的高维小失效概率问题,提出了基于子集模拟的序列重要抽样法。该方法首先利用子集模拟的基本思路,通过引入合理的中间失效事件将概率空间划分为一系列的子集,然后再依据重要抽样法的思想,逐步构造序列重要抽样函数来求得失效概率的估计。文中给出了序列重要抽样法求解高维小失效概率的基本步骤,并用算例验证了所提方法的效率和可行性。数值算例和工程算例的结果均表明,基于子集模拟的序列重要抽样法不依赖于极限状态方程的形式,且适用于非正态分布随机变量,其可靠性分析结果有很高的计算精度。     

一种基于试验模态参数的结构边界条件优化设计方法

针对工程上含有复杂链接机构的结构在有限元建模时边界约束无法准确确定问题,发展了一种基于试验模态参数的结构边界条件优化设计方法,将模态试验和计算模态分析相结合,通过基于遗传算法的多目标优化方法,以试验模态的频率和振型参数为优化目标,通过调整边界约束得到准确的有限元模型,获取准确的质量信息。通过一个有试验数据的三维空气舵算例,验证了该方法的可行性并达到了修正试验质量参数的效果。     

极小子样试验的虚拟增广样本评估方法

提出一种针对极小子样试验的虚拟增广样本评估方法。在工程实际中，对于成本昂贵的大型复杂结构体系或机构系统，往往只能做试件样本量为1或2的极小子样试验。在这种情况下，先根据极小子样试验的试验样本值虚拟增广样本，即把样本量从n=1虚拟增广至n=13，然后根据增广样本构造经验累积分布函数并对其进行修正，最后应用Bootstrap方法对增广样本进行评估，得到未知参数的估计。文中采用一个实例验证了所提出方法的实用性。     

预测复杂结构系统安全疲劳寿命的一种新数值方法

针对大型复杂结构系统，提出了一种安全疲劳寿命预测的数值方法。该方法利用有限元分析和材料的寿命曲线，来计算得到复杂结构系统主要疲劳失效模式的寿命值，以此寿命值作为结构系统疲劳寿命母体的样本值，然后再由单侧容限系数法来预测结构系统具有一定置信度的安全疲劳寿命。对于主要疲劳失效模式的识别，研究了一种对数准则，从而减小了遗漏主要失效模式的可能性；对于单侧容限系数，编制了一种高精度的计算程序。所提供的算例说明了该方法的工程应用价值。     

结构安全概率方法评述

对５０年代以来结构安全的概率计算方法进行了全面综述，并用算例对各种基本算法进行了评述，指出了目前结构安全概率计算方法的研究热点和今后此学科的研究方向。     

随机变量概率信息不充分时的可靠性新模型

针对随机变量具有一定的数据积累而又不足以确定概率分布的情况,提出了一种新的可靠性模型.对于具有m个试验样本数据的基本随机变量,给定一映射变量的(m+1)个样本数据以形成m个子区间,使得每个子区间只包含1个基本随机变量的样本数据,从而可以确定每个子区间的基本可信度分配BPA.用证据合成的Dempster法则对具有n个基本...     

镍基单晶高温合金的蠕变损伤规律研究

基于镍基单晶合金蠕变过程中的细、微观组织结构变化及损伤特点,本文建立了考虑材质劣化和空洞损伤的双参数蠕变损伤本构方程及寿命预测模型。利用ＤＤ３单晶材料〈００１〉晶体取向的７６０,８５０和１０００℃实验结果考核表明,所建模型可以比较准确地预测蠕变第二、第三阶段变形状态及破坏特征。第二阶段持续时间、第三阶段开始时间可以表示成蠕变应力的指数函数;随着温度的升高,材料劣化加剧,空洞损伤也增加。