机械零件相关失效可靠度计算的二重积分模型

假设机械零部件同时发生3种或更多种失效模式的事件为极小概率事件,用线性回归法得到不同失效模式下极限状态函数之间的关系,建立相关失效模式下可靠度的二重积分模型.如果极限状态函数之间呈现平方、立方、指数函数等关系时,可以先经过线性变换后再应用该模型.用二重积分模型计算了销钉在相关失效模式下的可靠度,并用Monte Carlo等方法进行了验证.算例表明该相关失效模式下的可靠度计算模型是正确的.     

一种不依赖失效路径的结构体系可靠度分析方法

传统的结构体系可靠度分析方法依赖于结构失效路径的分枝和约界技术,导致主要失效模式难以识别、体系失效概率计算工作量巨大.鉴于此,本文结合弹性模量缩减法和随机有限元法,提出了一种不依赖失效路径的结构体系可靠度分析方法.首先利用随机有限元法计算结构的随机响应量,据此定义单元承载比和基准承载比,以判别结构在不同受力状态下的高承载单元.然后利用变形能守恒原理建立结构内力重分布和损伤演化模拟的随机弹性模量缩减法,进而根据塑性极限状态下高承载单元的弹性模量缩减幅度确定结构主要失效模式,并利用多失效模式的联合失效概率计算结构体系可靠度.研究表明,该方法消除了传统方法中潜在失效路径对主要失效模式识别和失效概率计算的干扰,能够取得更高的计算效率和精度.     

基于支持向量回归的响应面可靠度计算

 针对可靠度计算问题中极限状态函数比较复杂或为隐式的情况,提出了一种基于支持向量回归的响应面可靠度计算方法。该方法通过支持向量回归来拟合极限状态函数,所得函数偏导数计算简单,便于进一步采用常规的一次或二次可靠度方法进行求解。该方法首先用拉丁超立方抽样方法产生训练所需样本,通过支持向量回归构造极限状态函数的替代函数,然后用可靠度计算中比较常用的梯度优化法计算其可靠指标或失效概率。算例结果证明了本文方法的可靠性和有效性。     

基于弹性模量缩减法研究结构体系可靠度

针对现有体系可靠度理论的两大难点,基于塑性极限分析理论研究建立了体系可靠度分析的弹性模量缩减法:首先以单元的可靠指标为控制参数,定义结构的可靠指标均匀度和基准可靠指标,并建立新型的弹性模量调整策略;进而通过系统地缩减各单元的弹性模量,以模拟结构的可靠指标重分布和失效状态转移,通过一系列弹性有限元迭代分析确定结构体系的失效概率.该方法从根本上回避了现有体系可靠度理论的两大难点,避免了繁琐的失效模式分析和多模式联合失效概率的相关性分析.算例分析表明,该方法不仅适用于静定结构,而且适用于超静定结构,计算格式简单,计算精度较高.     

连续刚构桥体系可靠度分析的塑性极限荷载-QR法

提出了连续刚构桥体系可靠度分析的塑性极限荷载QR法,它是以结构塑性极限分析理论及样条离散化为基础,只寻找塑性极限荷载,避开了寻找结构体系失效模式的困难及缺陷,简化了失效概率的计算工作。此方法可以考虑非线性的影响。     

盐岩地下储库运行期失效概率分析

基于响应面法,以有限元为基础,将极限状态曲面近似表示为随机变量的显式,结合蒙特卡罗方法提高失效概率的计算效率;储库整体属于串并联结构体系,根据失效准则确定失效概率最大的单元,以此为基础确定系统的失效模式,计算体系失效概率及可靠度。以金坛盐岩地下储气库为例,计算结果表明腔体中部失效概率随储气内压增大逐渐减小,内压达到一定数值时失效概率又逐渐增大;腔体上部及下部失效概率随内压增大逐渐增大。运行条件下,储库失效主要为内压较大时上部及下部结构的剪切失效。因此,运行过程中应对储气内压严格控制。     

大型复杂结构体系可靠度分析的QR法

介绍了笔者提出的大型复杂结构体系可靠度分析的QR法,它是以结构塑性极限分析理论及样条离散化结合起来创立的,其中包含塑性极限荷载-QR法、最易失效机构-QR法及主要失效机构-QR法.主要失效机构-QR法只寻找结构体系的主要失效模式,避开了寻找结构体系全部失效模式,主要失效模式远少于结构体系实际存在的全部失效模式.最易失效模式-QR法只寻找一个最易失效模式,避开了寻找结构的多个主要失效模式.塑性极限荷载-QR法,只寻找塑性极限荷载,避开了寻找结构体系失效模式.这些方法都可以考虑非线性的影响.计算结果表明,利用这种方法分析复杂框架结构体系可靠,计算简便,满足精度要求.     

一种新的改进响应面法的结构可靠性计算方法

针对经典响应面方法计算结构的可靠度时计算量大、不够精确、易产生奇异解等问题,首先通过计算原来响应面函数的梯度函数得到方位向量,由方位向量得到旋转矩阵;然后,按照该旋转矩阵通过旋转坐标轴得到新的坐标系,在该新的坐标系用新的样本点构造逼近函数,所构造的逼近函数和原来极限状态函数在形式上接近;最后,通过反复迭代,得到极限状态函数的最大失效点,从而得到结构的失效概率.研究结果表明:本文方法改进了传统响应面法,提高计算精度,降低计算次数,是有效和可行的.     

木塑框架结构的可靠性分析

为了分析单跨双层木塑框架结构在实际应用中的可靠性,确定其塑性铰的位置和个数,利用了失效树法确定主要失效机构,根据虚位移理论确定它们的功能函数,分别计算8个主要失效机构的可靠性指标及失效概率.运用相关性分析法确定了该结构体系失效的代表机构,通过概率性网络评价技术计算其失效概率和可靠度,该单跨双层木塑框架结构的可靠度为91%.     

桥台粉喷桩复合地基沉降的随机可靠度分析

应用可靠度理论对桥台粉喷桩复合地基进行随机可靠度分析,方法采用一次二阶矩法。通过编制复合地基沉降可靠度MATLAB程序,计算出了某高速公路路堤极限状态的可靠度及相应的失效概率。说明可靠度理论可以作为桥台粉喷桩复合地基可靠度的计算方法。     

复合材料层合板结构的概率与非概率模型

将非概率模型引入复合材料的可靠性分析，建立了一种包含概率和非概率分析的混合模型．对存在初始缺陷的层合板系统。将初始缺陷等不确定性因素根据所掌握数据的多少分别采用概率和非概率模型来描述，通过Tsai—Wu准则进行强度分析，运用一阶矩方法得到可靠性指标，来评估复合材料层合板系统的可靠性．结果表明，对于那些掌握数据较少，而无法准确描述其分布形式的变量，采用混合模型是一种较好选择．     

电缆桥架结构抗震可靠性分析

对电缆桥架结构抗震可靠性进行了理论与试验研究,根据可靠性理论建立了极限状态函数,利用ANSYS建立了电缆桥架参数化有限元模型,选用蒙特卡罗(Monte Carlo)法对电缆桥架进行抗震可靠性分析。模拟结果显示:在95%的置信度水平下,极限状态函数值大于零,失效概率接近0%。对参数敏感性进行分析,发现反应谱对电缆桥架结构可靠性影响较大,其他参数影响很小。对20个试验工况同一测点的位移进行了统计,并与可靠性模拟位移统计结果进行比较,得出两者的位移均值结果基本一致。说明运用此方法对电缆桥架进行抗震可靠性分析是可行的,可用于抗震设计分析,对电缆桥架设计具有参考价值。     

改进的Rosenblueth方法及其在结构可靠度分析中应用

对Ｒｏｓｅｎｂｌｕｅｔｈ方法提出了改进措施，使改进后的Ｒｏｓｅｎｂｌｕｅｔｈ方法可以较精确求得功能函数的前四阶概率矩．应用最大熵法拟合功能函数的概率密度分布，从而求解极限状态方程的失效概率．本法对复杂不易求导和工程中常见的隐函数表达的极限状态方程的可靠度分析十分简便     

结构系统中疲劳失效途径失效概率计算的二阶可靠性方法

针对结构系统疲劳可靠性分析中失效途径极限状态函数的非线性性质,提出用二阶可靠性方法（ＳＯＲＭ）计算疲劳失效途径的失效概率．文中介绍了疲劳失效途径的可靠性模型及结构系统二阶可靠性方法的基本原理,并通过例题说明了计算过程．计算结果表明,采用二阶可靠性方法可使失效概率的计算精度得到显著的改善．     

结构系统强度和刚度耦合的可靠性分析

基于计算结构力学概念,提出框架结构强度和刚度耦合的可靠性分析方法,解决了极限状态函数和内力的连续生成问题.将该方法与分枝定界法相结合对系统加以分析,计算了结构的总体失效概率.文中方法实现了变更结构的连续可靠性分析,简化了繁琐的总刚运算,为结构退化为机构提供了新判据,加快了系统失效模式的搜索速度,提高了结构系统可靠性分析的时效.     

基于网络流与危险与可操作性分析的天然气站场系统可靠性

为了更全面、准确地分析天然气站场的系统整体可靠性,提出采用跨领域的网络流理论来分析天然气站场系统的整体可靠性,并对网络流理论做了归纳创新与适应性分析,通过最小路集与不交化算法计算出站场系统在正常工艺状态下的失效概率,然后创新性地提出基于危险与可操作性分析(hazard and operability analysis, HAZOP)确定站场系统在工艺参数偏差状态下的失效概率,分析偏差状态对于站场系统可靠性的影响,将其与正常工艺状态下的站场系统失效概率对比,从而更加全面地分析天然气站场系统的整体可靠性。结果表明：所提出的网络流分步法比网络流整体法分析站场系统的可靠性适应性更强,网络流分步法不存在必要通路不在最小路集内的问题,既能保证连通性又能保证满足工艺要求;正常工艺状态下该站的系统失效概率为4.986 9×10^-2,工艺参数偏差状态下该站的系统失效概率为5.803 6×10^-2,较正常工艺状态增大16.38%,两种状态下各子系统的失效概率数量级没有改变,大小排序也没有改变,因此该工艺参数偏差状态下建议各子系统排序不变,但对于各子系统中的设备需...     

拱坝的失效模式与可靠度

本文研究拱坝的失效模式与可靠度．针对某拱坝，首先完成随机变量的统计量，然后，应用三维随机有限元法，在算出该坝的点可靠度的基础上，探讨了坝体与坝基联合作用下，开裂的可能性，并得出开裂深度与可靠度的关系．通过建立在条件概率基础上的体系可靠度公式，找出拱坝的最大可能失效模式与相应的可靠度．     

基于极变换与稀疏响应面的滚动轴承游隙可靠性分析

基于极变换提出一种选点方法,并结合稀疏响应面对滚动轴承游隙进行可靠性分析.构建响应面时,根据极变换后安全与失效类样本点在平面内的聚集性与可区分性,每一步迭代时增加临界样本点并对其进行拟合.为了避免过拟合,根据误差预测标准以及交叉验证方法对多项式响应面中最重要的项进行筛选.在建立滚动轴承游隙可靠性问题的极限状态函数时,考虑过盈装配、温度变化和离心力因素的影响,并基于有限元方法计算工作游隙.最后根据显式化的极限状态函数计算了轴承游隙可靠度.研究内容不仅为滚动轴承的设计提供了理论依据,而且为多维隐式可靠性问题的分析提供了一种参考途径.