基于逐步等效平面法的可靠性敏度分析方法

为了提高可靠性灵敏度分析方法的计算精度和效率,基于有限步长迭代法和逐步等效平面法,提出了用于计算失效概率对随机变量的敏度值的方法。算例分析表明:无论安全余量是线性的还是非线性的,该方法都是可行且高效的;当安全余量为非线性时,该方法比基于Monte-Carlo的敏度分析方法更为高效,其计算结果比改进的一次二阶矩敏度分析方法更精确;将可靠性指标越高的安全余量安排在等效路径的前面,且将可靠性指标越低的安全余量安排在等效路径的后面,该方法的计算结果越精确。     

航天飞机薄壁结构的可靠性分析

对航天飞机结构常用的蒙皮骨架组成的薄壁结构,提出一种考虑损伤容限和耐久性设计要求的结构系统可靠性分析方法,以此为航天结构系统的可靠性设计提供参考.对加劲板进行可靠性分析,分析了3种主要破坏模式,得出了损伤容限设计要求下,失效模式表达式及失效概率;同时给出耐久性要求下的主要失效模式和失效概率;最后通过加劲板的损伤容限和耐久性分析及失效模式的相关性分析,得出加劲板结构系统的可靠性.分析结果表明:失效模式相关性对系统可靠度影响很大,因而航天飞机薄壁结构的可靠度计算的关键是损伤容限和耐久性失效模式及相关性分析,另外桁架的载荷集中系数对可靠性影响也必须引起重视.     

二维正态单元的双边可靠性近似下限分析

根据二维随机变量的样本值，本文通过蒙特卡罗方法，给出二维正态单元双边可靠性的近似下限，并分析了在一定条件下，二维正态单元双边可靠性近似下限的简易解法。     

结构系统在随机组合力作用下的可靠性分析

给出了结构系统在取决于时间的截荷ＰＬ（ｔ），Ｐ２（ｔ），…，Ｐ１（ｔ）作用下的可靠性分析方法。按ＦｅｒｒｙＢｏｒｇｅｓ－Ｃａｓｔａｎｈｅｔａ载荷模型与Ｒ－Ｆ法，给出计算公式与迭代过程。通过数值例子，说明了上述分析方法的应用。     

初始扰动下水下超高速运动体弹道数值模拟

本文建立了铅垂平面内水下超高速运动体动力学方程,采用Logvinovich的空泡截面独立扩张原理,给出空泡截面表达式.对运动体的受力特性进行了分析,引进了较精确的滑行升力计算方法.建立了发动机推力偏心以及装配工艺误差对运动体弹道扰动的数学模型.编制了有初始扰动的弹道仿真程序,对一个模型弹进行了各种初始扰动下的仿真计算.得出了初始扰动对运动体弹道特性的影响曲线.     

余度结构故障概率计算的一种方法

在一个余度结构中,有多种破坏模式,要精确计算结构的故障概率是复杂的。本文则根据限界准则和被删出的故障模式对结构故障概率最大贡献的公式,求得结构故障概率的上下限,简单地求得结构故障概率。为说明此方法的有效性,提出了数值例子。     

静载和疲劳载荷共同作用下的结构可靠性分析

对在静载荷和疲劳载荷共同作用下的结构系统中的各失效元件的失效时间进行研究。首先,分析了失效路径中第一个失效元件的静载失效和疲劳失效时间,建立了两种失效时间下的安全余量方程,分别计算两种失效模式下的可靠性指标。通过对比两个可靠性指标的大小,得出了第一个元件的失效模式和失效时间。其次,在第一个失效元件失效时间的基础上,分析了失效路径中未失效元件的剩余强度和累积损伤,从而得出了失效路径中各元件的失效时间,为建立安全余量方程提供了合理的表达式。通过算例表明,本文方法符合工程实际,为在静载荷和疲劳载荷共同作用下的结构系统的可靠性分析提供了一个合理的方法。     

基于检测结果的海洋工程结构TLP系索系统疲劳可靠性分析

主要论述基于检测结果的海洋工程结构张力腿平台(TLP)系索系统的疲劳可靠性更新.波浪载荷的长期分布假设由k个短期海况组成,每一海况的短期分布服从Rayleigh分布.根据波浪的统计资料,对TLP进行动力响应分析,得到系索的应力谱.疲劳寿命的计算采用断裂力学方法,建立疲劳裂纹扩展模型和失效模式的极限状态方程.在TLP系索中,由于大量接点存在,检测所有接点是不可行的,但通过检测部分接点的检测结果(即考虑到检测到裂纹和没检测到裂纹等情况),能对系索的疲劳可靠性做出新的判断.最后通过算例,说明该方法的有效性.该研究为TLP系索进行科学、合理的检测和维修提供依据.     

大型舰船结构的可靠性研究

对具有多随机变量的大型船舶结构可靠性分析中的力学模型选取、安全余量建立、安全余量的敏度分析、减缩刚阵和反向节点力的公式推导等问题进行了研究.设结构是空间理想弹塑性梁板体系,以杂交梁元和加筋板格元来模拟三维结构体系,采用随机有限元计算结构系统的响应量;用验算点法计算失效模式安全余量的可靠性指标;用改进的分枝限界法寻找主要失效模式,通过对主要失效模式方程的线性化研究,计算各主要失效模式安全余量之间的相关系数;然后用PNET法计算结构系统的可靠性指标.在可靠性分析过程中,用随机有限元法对安全余量进行敏度分析,在提高可靠性分析效率的同时,也能指导设计,是必要而又十分有效的手段.最后给出了一个船舶的结构的算例,说明分析的有效性.分析表明,这些研究可提高具有多随机变量的大型结构系统可靠性分析的计算精度,为复杂结构系统可靠性分析奠定了一定的理论基础.     

不完整结构系统同时考虑强度和刚度的可靠性分析

基于结构强度可靠性分析理论的基础之上,提出了不完整结构(结构系统中有部分元件已失效,但结构未变成机构仍具有一定的承载能力)强度、刚度可靠性的分析方法。该方法考虑了元件因强度失效对不完整结构系统强度、刚度可靠性的影响,同时导出了等效安全余量的形式,进而计算结构系统在失效各阶段的总体失效概率。并结合算例对结构系统在失效各阶段进行了强度、刚度的可靠性分析。算例表明,这样分析符合结构在使用各阶段可靠性的真实情况,从而为结构的合理利用起指导性作用。