基于神经网络响应面的结构可靠性分析方法研究

针对二次多项式响应面法存在的缺点 ,建立了神经网络响应面 ,进而提出了基于神经网络响应面的结构可靠性分析方法。通过多种数值试验表明 ,神经网络响应面可以快速、精确地拟合结构的极限状态函数 ,为结构的系统可靠性分析开辟了新的途径     

计算结构可靠度的RBF神经网络响应面法

对功能函数不能明确表达的问题进行可靠度分析,常采用响应面法。其中二次多项式响应面法应用较为广泛,采用与此方法相同的思路,提出了RBF神经网络响应面法,并通过算例与常用的BP神经网络响应面法进行了对比分析,该方法在学习速度、迭代次数等方面均优于BP神经网络响应面法。该方法用于大型复杂结构的可靠性分析,可相应提高工作效率和解题质量,具有一定实际应用价值。     

基于模拟退火算法的潜艇结构系统可靠性计算

针对结构系统可靠度计算中重要样本函数选择的困难，提出了应用模拟退火算法的自适应的重要样本法，并根据结构系统可靠性计算的特点，给出了适宜的模拟退火过程的冷却进度表。潜艇耐压结构系统可靠性分析的算例表明，本方法可有效地解决非线性失效方程的工程结构系统可靠度的计算问题。     

海洋平台结构动力响应优化设计与灵敏度分析

研究了海洋平台结构动力响应优化设计以结构动力响应的灵敏度计算方法。给出了结构稳态频率响应和瞬态时程响应的灵敏度分析算法，并通过数值试验讨论了瞬态响应灵敏度分析算法的精度和差分法中变量摄动量的影响。在JIFEX软件中实现了结构动力响应灵敏度计算，建立海洋平台结构优化模型和求解方法。数值算例表明了本文方法和程序的有效性。     

海洋平台结构地震响应不确定性因素分析

本文将海洋平台结构的刚度、质量、阻尼以及动水阳力系数C_m,C_d模拟为随机变量,利用随机有限元法,分析了这些参数的变异性引起的海洋平台结构地震响应变异性问题。结果表明,海洋平台结构地震响应的变异性与输入结构参数本身的变异性具有同一量级,动水阻力参数变异性对平台反应的影响比结构参数变异性平台反应的影响稍小。     

基于神经网络的平底结构砰击压力预报

对利用神经网络预报平底结构入水砰击压力的方法进行了探讨。首先利用仿真软件计算各种情况下平底结构入水所产生的砰击压力，以此形成训练神经网络的数据集。其次利用数据集对三层反馈式网络进行了训练，讨论了不同隐含层节点数对该非线性系统的拟合能力，并且对梯度下降法、动量修正法和基于优化的LM算法的有效性和精度进行了比较，最后得出了适合平底结构入水砰击系统的网络结构。     

导管架式海洋平台结构极限承载力分析的 整体推进法及其软件

根据非线性有限元逐步分析的思想,以已有的结构弹性分析软件为计算核心,提出了一种近似分析结构极限承载力的方法——整体推进法;采用整体推进法,以导管架式海洋平台结构线弹性分析软件ENSA为计算核心,考虑结构构件的损伤影响和维修加固效果,编制了导管架式海洋平台结构极限承载力近似分析软件UAP,为导管架式海洋平台结构的安全度评定提供了方法和手段;最后对渤海八号生产／储油平台在1993年的状态和JZ20-2MUQ平台的完好状态进行了极限承载力分析。     

基于响应面法分析温度和盐度及其交互作用对大菱鲆幼鱼抗氧化酶活性的影响

为了分析温度和盐度及其交互作用对大菱鲆(Scophthalmus maximus)抗氧化酶活性的影响,作者采用中心组合设计和响应曲面法研究温度(17~23℃)和盐度(20~40)对大菱鲆幼鱼血清超氧化物歧化酶(SOD)活力的效应。结果表明:温度对大菱鲆幼鱼血清SOD活力的线性效应极显著(P0.01),累积效应不显著(P0.05);盐度对大菱鲆幼鱼肠道SOD活力线性效应显著(P0.05),累积效应极显著(P0.01);温度和盐度对SOD活力的互作效应达到显著水平(P0.05)。响应曲面法分析表明,随着温度和盐度的增大,SOD的活力基本上均呈先降后升的趋势。建立SOD活力与温度、盐度及其温度-盐度互作效应的模型方程Y=74.76–9.53 X1+5.31 X2+1.8 X1 X2+5.31 X12+10.53 X22,并据此预测大菱鲆幼鱼血清SOD的活力。对所建模型进行优化,得到SOD活性最低的理论最佳条件为:温度21.84℃,盐度27.97,在此条件下SOD活性值为70.0463 U/mg。     

导管架式海洋平台结构极限承载力分析的整体推进法及其软件

根据非线性有限元逐步分析的思想,以已有的结构弹性分析软件为计算核心,提出了一种近似分析结构极限承载力的方法——整体推进法;采用整体推进法,以导管架式海洋平台结构线弹性分析软件ＥＮＳＡ为计算核心,考虑结构构件的损伤影响和维修加固效果,编制了导管架式海洋平台结构极限承载力近似分析软件ＵＡＰ,为导管架式海洋平台结构的安全度评定提供了方法和手段;最后对渤海八号生产／储油平台在１９９３年的状态和ＪＺ２０２ＭＵＱ平台的完好状态进行了极限承载力分析     

基于极限分析上限方法的海底斜坡稳定性评价

极限平衡法仍是当前海底斜坡稳定性的主要工程评价方法,但该法只能给出稳定性分析的近似解答。基于极限分析运动学定理,假定海底斜坡发生对数螺线型滑移破坏模式,将滑体有效自重和简化波浪力等以外荷载形式叠加引入到虚功率方程中,与潜在滑动面上由黏聚力产生的内能耗散率相平衡,建立考虑一阶简化波浪效应的海底斜坡上限解法;利用多变量无导数求极值的逐级迭代方法与最优化技术,结合抗剪强度折减思想,求解波浪加载下不同时刻的海底斜坡稳定性与相应的临界破坏机构,并针对典型算例开展有限元数值解的验证。进而联合采用数值法与上限解,探讨波高、波长、水深等波浪参数对海底斜坡稳定性与滑动机制的影响。结果表明,本文提出的上限解与数值解吻合较好,获得的安全系数与破坏模式等符合一般规律,为波浪作用下海底斜坡的稳定性评价提供了新的途径。     

结构系统可靠性计算的方向概率法

通过随机空间的映射变换,将多个失效模式的失效面统一变换到随机独立的标准正态空间(Gauss空间)内,利用该空间球坐标沿其径向的X^2分布特性,计算系统失效域上的失效概率。由于无需进行模式间相关性的近似分析,因而提高了系统失效概率的计算精度。两种结构的可靠性分析算例表明,该方法实用性强,操作性好,精度较高,对于有高度非线性失效面方程的可靠性计算问题亦有很强的适应性。     

基于模糊故障树方法的脐带缆可靠性分析研究

脐带缆作为水下生产系统的“神经生命线”,是水下生产系统的关键一环,其可靠性问题越来越受到关注。影响脐带缆可靠性的事件具有随机性,目前缺乏对这些随机事件发生概率的统计,难以直接对其可靠性进行定量分析。基于模糊数理论和故障树结合的方法对脐带缆可靠性进行分析,首先获得引起脐带缆失效的40个最小割集及底事件重要度排序。其次采用基于模糊集理论的定量分析对脐带缆故障树系统中的底事件进行统计计算,得到各底事件的失效概率,最终计算出顶事件概率,并得出导致脐带缆失效的主要因素依次为护套/铠装失效、钢管失效、电缆失效,为脐带缆的安全运行提出适当的建议。     

Reliability analysis of soil nail internal limit states using default FHWA load and resistance models

Abstract

Reliability analyses of nail pullout, nail-in-tension, and system reliability of internal limit states are presented for both permanent and temporary soil nails that are designed using default Federal Highway Administration nail load and resistance models within traditional deterministic allowable stress design (ASD) framework. The model uncertainty, correlations between soil strength parameters, between model factor, and nominal load term, and between the two internal limit states, and influence of model factor fittings are all addressed in the analyses. This study provides a general idea of the reliability that is implicitly embedded in current ASD-based soil nail internal limit state designs.     

基于模糊集理论的海塘稳定可靠度研究

针对海塘边坡稳定性分析中因忽略参数空间变化等因素产生的分析结果偏于不安全的倾向,提出了一种计算模糊随机可靠度的简化方法.首次引入"正态模糊数"来描述所选重要参数的计算区间,采用简化Bishop法与"模糊顶点法"相结合的方法计算边坡稳定的安全系数密度函数,然后根据大量边坡实例统计结果的构造函数得到安全系数的戒下型隶属函数,最终计算获得边坡稳定的模糊随机可靠度评价.结果分析表明,传统可靠度分析结果偏于不安全,而利用模糊随机可靠度来评价边坡稳定状况更趋于合理性.     

张力腿平台局部节点强度可靠度分析方法

局部节点可靠度分析对张力腿平台(TLP)整体安全性评估具有重要意义。提出了一个TLP平台局部节点可靠度的分析方法,首先对TLP平台整体进行分析,统计局部节点各种失效模式并得到典型失效模式及对应的典型荷载工况;然后应用改进的子模型技术对TLP平台局部节点进行极限承载能力分析,确定了局部节点在典型荷载工况下的极限承载力;对局部节点极限承载力及南海某区域的波浪荷载进行统计分析,得到其概率统计特性;在此基础上计算了TLP平台局部节点对应典型失效模式下的可靠度指标。通过算例分析表明,该TLP平台各节点可靠度指标值均大于3.1;立柱与浮箱连接节点在不同荷载工况下失效模式不同,而立柱与甲板连接节点易发生管交汇处剪切破坏。为TLP平台的安全性评估提供了一种有效的分析方法,具有一定的理论价值及实用价值。     

Genetic Algorithms of Structural Fuzzy Reliability Index

In this paper the simple generation algorithms are improved.According to the geometricmeaning of the structural reliability index,a method is proposed to deal with the variables in the standardnormal space.With consideration of variable distribution,the correlation coefficient of the variables andits fuzzy reliability index,the feasibility and the reliability of the algorithms are proved with an example ofstructural reliability analysis and optimization.     

海工结构物桩基础竖向稳定性的可靠度分析

应用可靠度理论对渤海海域中海工结构物桩基础的稳定性进行了可靠度分析,阐述了各个设计指标的变化对分项系数及可靠度指标的影响规律,并进一步对各指标的灵敏度进行比较分析。分析结果表明,在各个设计参数中,厚土层的强度指标和设计荷载是两个相对重要的参数,在渤海海域中应用API标准中规定的荷载抗力系数进行设计是适用的。