冗余结构基于可靠性的模糊优化设计

用结构分析的有限元法求得冗余结构元件的内力,用一种新方法确认冗余结构的主要失效模式,再根据主要失效模式求得冗余结构失效概率的上下限.用随机方向法进行了基于可靠性分析的构架结构的优化.在此基础上,对结构进行了基于可靠性分析的构架结构的模糊优化设计.其中给出了一种结构优化模糊目标集的隶属函数,并用模糊判决原理求解相应的模糊规划,得到了结构的模糊优化解.为约束是一模糊区间的结构优化问题提供了一种确定最优设计的方法.数值例题说明,本文提出的方法是有效的.     

串、并结构体系可靠度分析及失效概率界的估计

本文用串、并联结构的可靠度理论,对静定和超静定结构体系进行了可靠性分析的研究,并讨论了失效概率界限的估计问题.     

高效识别结构主要失效模式的方法

寻找主要失效模式是结构系统可靠性分析十分重要而又非常困难的工作．该文对提高大型结构系统可靠性分析时寻找主要失效模式方法的效率问题进行了研究．在分枝限界法的基础上,根据失效路径的失效概率对系统失效概率贡献的大小来判断失效路径是否是主要失效模式的方法．使主要失效模式的判别效率与准确程度大幅度提高,通过例题证明了该方法的有效性．该研究为实现大型实际结构的可靠性分析奠定了一个良好的基础。     

对系统局部结构的可靠性分析

阐述了利用有限元分析结果进行结构静强度可靠性分析的一种方法.利用数值积分法求主要失效模式间的二阶共失效概率.同时给出了一个计算实例,以验证分析的结论.     

具有多随机变量的超静定桁架结构系统的可靠性分析

针对弹塑性超静定桁架结构系统,采用随机有限元法（SFEM）计算结构系统的响应量;考虑内力重新分配,建立失效模式的安全余量方程,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安全余量方程线性化研究,计算失效模式安全余量之间的相关系数;最后用PNET法计算出结构系统的失效概率。给出了实际算例,计算结果表明：采用随机有限元法能更好地考虑结构系统的多个随机变量对系统可靠性产生的影响,该可靠性分析方法是有效的。     

同时考虑结构系统强度和疲劳的可靠性分析

在以往的结构可靠性分析过程中,结构系统的静载和疲劳载荷失效情况大多是分别考虑的,这与许多实际工程结构(如船舶等结构)是不相符的.根据疲劳载荷造成的疲劳累积损伤对结构极限承载力的影响情况,研究了结构承载能力的可靠度计算方法.以结构累积损伤和结构初始抗力的形式给出了一个综合结构抗力变化历程的等效抗力,讨论了结构系统在静载和疲劳载荷作用下的两种失效模式,并考虑了二者之间的相关性对结构系统可靠性的影响;用改进的分枝限界法寻找主要失效模式,并用二阶矩方法计算各失效模式的可靠性指标;然后用PNET法计算结构系统可靠性.算例表明,虽然分别考虑静载或疲劳载荷作用下的结构系统可靠性较高,但综合考虑两种失效状态时,结构系统可靠性却较低.即疲劳累积损伤会降低结构的极限承载能力可靠性.因此,对结构系统同时考虑强度和疲劳的可靠性分析是必要,是符合工程实际的.     

在静载和疲劳载荷作用下结构系统失效机理与可靠性分析

在结构系统使用过程中,将可能出现多种失效形式,例如静载失效或疲劳失效.根据疲劳载荷造成的累积损伤对结构极限应力的影响,给出了结构构件在基于累积损伤下的构件剩余抗力的表达式,分析了结构系统中每一个单元在静载和疲劳载荷作用下的失效形式,并考虑了该两失效模式之间的相关性对该单元可靠性的影响,具体分析了结构系统在静载和疲劳载荷作用下的失效机理,给出了在静载和疲劳载荷作用下结构系统的可靠性分析方法.数值算例表明,在不同的使用年限内,静载和疲劳载荷对结构系统可靠性的影响是不同的.在结构系统主要失效路径中,既有单元静强度失效又有单元疲劳失效,这是符合结构系统使用真实情况的.     

基于系统可靠度指标的建筑框架结构设计

现行建筑结构设计规范是基于结构构件的可靠度计算,没有很好的考虑结构的系统性,不能准确地反映结构整体的可靠性．为此,本文提出了结构体系抗力调整法．该方法把结构体系可靠性分析和结构体系可靠度调整分2步来完成,根据结构各失效模式的可靠指标和相应的目标可靠指标的比值作为确定抗力调整的主要依据,进行结构各失效模式可靠度的分配和调整,从而以结构体系可靠度指标为参数直接进行建筑结构设计．该方法有效克服了结构设计调整过程中的盲目性,简化了可靠度的计算方法,是一种比较简便实用的结构可靠性设计方法．通过对框架结构体系的可靠性进行分析可以看出,只需要少数主失效模式就能计算出该体系的失效概率,计算结果误差小,能够满足工程设计要求．     

产品加速退化失效模型与统计分析

为了解决退化失效产品的可靠性评估问题,提出了加速因子与加速退化方程的概念,并给出了一种加速退化数据的统计推断方法,为验证方法的有效性,将该方法用于金属化膜脉冲电容器的可靠性评定中.基于试验数据可求得该型电容器可靠性模型中未知参数的估计值分别为9.0669×10-8和0.0221,将该值代入失效分布函数即可确定电容器的失效模型,由此模型求得该型电容器充放电20000次的可靠度为0.9724.结果表明:使用这种分析方式对退化失效产品进行可靠性将更能节省试验时间和费用.     

加速退化失效产品可靠性评估方法

为了解决具有可靠性高、寿命长等特点的退化失效产品的可靠性评估问题,结合退化失效型产品失效特性,提出了加速退化方程的概念,研究了BS模型的加速退化数据的统计推断方法,为验证方法的有效性,将该方法用于金属化膜脉冲电容器的可靠性评定中.结果表明:该型电容器可靠性模型中未知参数的估计值分别为9.0669×10-8和0.0221,将该值代入失效分布函数即可确定电容器的失效模型,由此模型求得该型电容器充放电20000次的可靠度为0.9724.使用这种分析方式对退化失效产品进行可靠性分析将更能节省试验时间和费用.     

冗余桁架结构的故障分析

本文对冗余桁架结构进行了在外载荷作用下的故障分析.运用分枝限界的方法,只计算主要故障模型,求出结构故障概率的上、下限.最后通过数值例子,说明上述分析方法的有效性.     

System Reliability Analysis of Redundant Condition Monitoring Systems

The development and application of new reliability models and methods are presented to analyze the system relia- bility of complex condition monitoring systems.The methods include a method analyzing failure modes of a type of redundant con- dition monitoring systems (RCMS) by invoking failure tree model,Markov modeling techniques for analyzing system reliability of RCMS,and methods for estimating Markov model parameters.Furthermore,a computing case is investigated and many conclu- sions upon this case are summarized.Results show that the method proposed here is practical and valuable for designing condition monitoring systems and their maintenance.     

基于可靠性的结构优化设计方法

本文研究在满足可靠性要求时的结构优化设计方法。首先分析结构的主要破坏模式,对每一个主要破坏模式用可靠性指标表示结构的可靠度。可靠性指标是设计变量的函数,将其线性化,在各主要破坏模式的可靠性指标均满足要求的条件下,使结构重量最小,形成一个线性规划问题。由此解出结构满足可靠性要求的优化设计变量。进而考虑各主要破坏模式的相关性,检查结构的可靠度能否满足要求,并对优化设计变量进行修正。通过算例证实本文提供的方法是在满足可靠性要求时结构优化设计的有效的工程方法。     

Experimental research on ultimate bearing capacity of grouted-round-steel-tube N-joint

As an important structural member in self-supporting concrete floor during construction,encased steel truss-concrete composite beam has brilliant prospect in outer-jacketing structures for adding stories or mega frame structures.Compared with encased angle truss,encased round steel tube truss can facilitate layout of itself in column and facilitate layout and anchorage of prestressed reinforcement placed horizontally.N-joint is wildly used in encased steel truss.For cave-in failure easily occurs in hollow steel-tube joint,the idea that the chord is grouted to increase cave-in bearing capacity of hollow tube is proposed.Test results of 8 grouted-round-steel-tube N-joints from the beginning of loading to failure are reported.Mechanical property and failure mode of this kind of truss joint are analyzed,and the formulas of ultimate bearing capacity of the joint corresponding to different failure modes are established.All these can provide basic data for spreading encased steel truss-concrete composite beam.     

单子样结构试验可靠性评估

提出了与试验件关键部位测量结果及可靠性分析计算方法相结合的小子样试验可靠性综合评估方法。阐明了基本概念。提出了试验分别至出现破坏与未出现破坏两种试验结果情况下的相应的可靠性综合评估方法。给出了具体典型方法与算例。最后提出了将来发展的方向。     

水工钢闸门主梁失效模式间相关性分析

分析了主梁受弯、受剪和弯剪复合破坏3种主要的失效模式.推导了不同失效模式中含有不完全独立亦不完全相关的随机变量时失效模式间相关系数的计算公式.采用JC法计算了主梁不同失效模式的可靠指标及其敏感性因子.在此基础上,采用Ditlevsen窄界限公式计算了水工钢闸门主梁的体系可靠指标.结果表明所提出的失效模式间相关系数计算公式更具有一般性,它既可以考虑不同失效模式中含有相同随机变量时的相关性,也可以分析不同失效模式间包含相关随机变量的相关性.该公式为Ditlevsen窄界限公式计算结构体系可靠度提供了有益的补充.如果忽略了失效模式间的相关性,水工钢闸门主梁的体系可靠度水平将会被低估.Ditlevsen窄界限公式计算的主梁体系可靠度范围非常小,它完全可以满足一般情况下主梁体系可靠度计算精度的要求.     

大跨度钢结构的抗连续性倒塌设计

为了实现大跨度钢结构的抗连续性倒塌设计目标,从结构体系布置的角度出发,对不同形式的大跨度钢结构,提出抗连续性倒塌设计的实用方法与措施：即对连续多榀平面桁架等平面结构体系,增设横向联系梁;对环向布置的结构体系,增设环形联系梁;对弦支预应力结构,拆分传力路径。关于抗连续性倒塌分析方法,根据不同的体系特点,说明了静力线性法、...     

刚架结构体系可靠度分析与优化方法

以结构体系的可靠度指标作为结构优化设计的控制参数.首先利用分支 界约法寻找结构的主要失效模式,同时采用条件概率法求解结构体系可靠度指标并给出了结构体系可靠度的敏度表达式.然后采用最佳矢量法求解结构体系可靠度指标约束下的最小重量优化设计问题.最后给出了平面刚架计算实例,计算结果表明了方法的有效性,该法也可推广用于空间结构.