基于随机无网格伽辽金法和遗传算法的结构可靠性分析

用摄动随机无网格伽辽金法(PSEFGM)求解随机结构的响应。摄动随机无网格伽辽金法具有不需要划分单元和精度高等特点,采用遗传算法对结构可靠性进行了分析。遗传算法是一种智能搜索优化算法。数值实例表明在随机结构可靠性分析方面随机无网格迦辽金法与遗传算法具有明显的优势和广泛的应用前景。     

用随机无网格法和免疫算法分析结构可靠性

本文首先用摄动随机无网格伽辽金法(PSEFGM)求解随机结构的响应。摄动随机无网格伽辽金法具有不需要划分单元和精度高等特点。然后应用人工免疫遗传算法对结构可靠性进行了分析。人工免疫遗传算法是一种新的综合人工免疫算法和遗传算法的智能优化算法,它避免了遗传算法易出现早熟。搜索效率低和不能很好地保持个体多样性等问题。数值实例表明在随机结构可靠性分析方面随机无网格迦辽金法与人工免疫遗传算法具有明显的优势和广泛的应用前景。     

用Taylor展开随机无网格法和免疫算法分析结构可靠性

首先用Taylor展开随机无网格伽辽金法(Taylor expansion stochastic element-free Galerkin method,TSEFGM)进行随机结构分析.在无网格伽辽金法中,所求解问题的域由分布的节点表示,并采用移动最小二乘函数近似试函数.以及用罚函数法施加本质边界条件.同时利用Taylor展开法,建立随机结构分析的Taylor展开随机无网格伽辽金法;然后应用人工免疫遗传算法对结构可靠性进行分析.人工免疫遗传算法是一种新的综合人工免疫算法和遗传算法的智能优化算法,它避免了遗传算法易出现早熟、搜索效率低和不能很好地保持个体多样性等问题.数值实例表明,在随机结构与可靠性分析方面,Tlaylor展开随机无网格伽辽金法与人工免疫遗传算法具有明显的优势和广泛的应用前景.     

用随机无网格点插值法分析齿轮弯曲疲劳强度的可靠性

用摄动随机无网格点插值法（PSMPIM）分析了齿轮弯曲疲劳强度的可靠性。在无网格点插值法中，所求解问题的域由分布的节点表示；并且利用具有Delta函数性质的多项式进行节点插值，为此，很容易类似有限元法一样处理本质边界条件。同时利用摄动技术，建立了随机结构分析的摄动随机无网格点插值法。并应用随机无网格点插值法分析了齿轮弯曲疲劳强度的可靠性。数值实例表明在随机结构分析与可靠性计算方面随机无网格法具有明显的优势。     

用Taylor展开随机无网格点插值法分析齿轮的可靠性

用Taylor展开随机无网格点插值法(TSMPIM)分析了齿轮弯曲疲劳强度的可靠性。在无网格点插值法中,所求解问题的域由分布的节点表示,并且利用具有Delta函数性质的多项式进行节点插值,为此,很容易类似有限元法一样处理本质边界条件。利用Taylor展开法,建立了随机结构分析的Taylor展开随机无网格点插值法,并应用Taylor展开随机无网格点插值法分析了齿轮弯曲疲劳强度的可靠性。数值实例表明在随机结构分析与可靠性计算方面Taylor展开随机无网格点插值法具有明显的优势。     

面向对象的无网格伽辽金法

采用Schmidt法对无网格伽辽金法(EFGM)形函数的基函数进行正交化,避免了形函数中的矩阵求逆运算,同时也减少了运算量并提高计算精度。对EFGM中的权函数、节点影响半径等关键问题进行了改进,并利用对象设计思想将无网格伽辽金法的对象抽象为独立的数据类,研究了无网格伽辽金法数据类的设计方法和组织方式并编制了相应的计算程序。数值算例结果表明,理论正确、方法有效。     

自适应无网格伽辽金方法的研究

对基于位移或应变梯度的二阶导数和基于应变能密度的自适应无网格方法进行了研究。利用无网格方法结点排布灵活、结点添加删除方便等特点,给出两种自适应无网格伽辽金方法的原理、计算流程和程序实现。采用基于应变能密度的自适应方法,提出基于背景网格的误差估计和一种由结点组成的四边形局部结点加密技术,计算了悬臂梁拉伸和带小圆孔平板拉伸的算例。结果表明,自适应无网格伽辽金方法可以在较少结点数的情况下获得较准确的结果,具有一定的适用性。     

刚塑性成形模拟中有限元和无网格迦辽金法的自动耦合算法

利用有限元法分析金属的刚塑性问题时,在变形的高梯度区域单元容易严重畸变,这极大地降低了分析精度.在刚塑性有限元方法的框架中,文中根据计算增量步的网格质量,提出金属刚塑性有限元和无网格迦辽金法的自动耦合算法,在单元严重畸变的区域转换为无网格迦辽金法进行计算.数值实例表明:算法在很大程度上既保持了有限元法的计算效率,又能够...     

用Taylor展开随机无网格法分析齿轮弯曲疲劳强度的可靠性

这里用Taylor展开随机无网格点插值法(TSMPIM)分析了齿轮弯曲疲劳强度的可靠性。数值实例表明在随机结构分析与可靠性计算方面随机无网格法具有明显的优势。     

二维无网格伽辽金-有限元耦合方法的研究

论述无网格伽辽金方法（element-free Galerkin method,EFG）的基本原理－－移动最小二乘原理（moving leastsquare,MLS）和EFG方法的位移近似函数，给出变分方程及离散方程。对无网格伽辽金－有限元耦合（EFG－FE coupling）方法进行详细阐述。编制相应程序，通过算例表明拉格朗日乘子对强制边界条件的作用及无网格伽辽金方法在权函数参数变化时的收敛特性，论证无网格伽辽金－有限元耦合的有效性。     

基于无网格Galerkin法的灵敏度分析与形状优化

结构形状优化已经在工程应用中得到重视,将无网格法与形状优化相结合能够从根本上解决优化过程中出现的有限单元扭曲或畸变问题。为此在无网格Galerkin法的基础上,利用离散导数法,提出一种基于离散型的节点位移灵敏度分析方法,其中采用了拉格朗日乘子法来施加本质边界条件。该方法的最大优势是求解过程与无网格Galerkin法的求解过程相似,容易实现。另外对形状优化的数学模型和节点位移的设计速度域进行了讨论。采用具有解析解的实例,对所提出的灵敏度分析方法进行了验证,所得结果显示两者非常吻合。利用上述所建立的形状优化算法,完成了两个工程实例的形状优化设计。     

基于区间因子法的可靠度与参数敏感度分析

在基于区间参数可靠性的设计过程中,往往需要根据各设计参数的重要度次序,综合考虑加工成本因素而对关键参数的取值区间进行合理调整.文中通过理论推导,并结合算例说明,功能函数的区间因子半径与结构可靠度互为倒数;重要度越大的区间参数,其需要调整的范围可以越小.文中方法与有限元相结合可明显降低计算量,这对于那些无法给出显式函数的复杂工程问题的求解具有借鉴价值.     

B样条小波基自适应无网格迦辽金法应用于刚塑性成形模拟

无网格方法适合大变形计算和自适应分析,是进行刚塑性成形过程仿真的比较有潜力的方法。利用样条小波的多分辨分析特性,基于刚塑性变形的特点,通过实现刚塑性场量的两尺度分解技术,将场变量分解成低尺度成分和高尺度成分,利用高尺度成分判断求解高梯度区域;利用基于局部Delaunay三角化的细分方案实现高梯度区域节点的自适应细分,最终实现一个应用于刚塑性成形仿真的样条小波基自适应无网格迦辽金法,并用实例验证算法的稳定性和有效性。     

随机参数刚架结构的平稳随机位移响应动力可靠性分析

研究物理参数具有随机性的刚架结构的平稳随机位移响应动力可靠性的计算方法。考虑结构的物理参数具有随机性，从结构随机响应的频域表达式出发，利用求解随机变量数字特征的代数综合法和矩法，导出随机参数刚架结构在平稳随机激励下的位移及速度响应均方值的数字特征，再由动力可靠性的Poisson公式导出结构动力可靠度的计算公式。通过算例就各参数的随机性对结构动力可靠度的影响进行分析，验证本文方法的可行性。     

基于传统可靠性理论联接方程的模糊可靠性分析方法

根据模糊可靠性分析模型,推导了模糊变量变换为当量随机变量时其概率密度函数和概率分布函数的一般表达式,并得出了线性模糊变量变换为当量随机变量时的具体表达式。然后利用概率论的知识,给出了线性模糊变量的当量均值和当量标准差的计算式,再用传统可靠性理论中的联接方程,计算出了模糊可靠性分析的可靠性系数,进而用标准正态概率分布函数估计失效概率。算例验证了这一思路是可行的,并可简化模糊可靠性分析。     

非均质材料无网格Galerkin法

提出了采用无网格Galerkin方法来分析非均质材料。无网格伽辽金法（EFGM）是近些年发展起来的一种数值算法，它采用移动的最小二乘法构造形函数，从能量泛函的弱变分形式中得到控制方程，该法只需节点信息，不需将节点连成单元。在积分网格中，取高斯点的材料参数来模拟材料特性的变化。算例的结果显示用该法来分析非均质材料得到的结果精度高，表明该方法在非均质材料领域有着广阔的应用前景。     

基于随机有限元法的结构经济寿命分析

基于随机有限元,将材料和载荷等影响结构疲劳寿命的不确定因素视为随机变量,分别对结构的裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命进行可靠性分析.将结构的疲劳寿命看成由裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命组成的串联系统,并由此确定结构的检修周期.通过随机有限元得到的分析结果与Monte Carlo模拟结果的比较,表明此方法能给出合理的结构检修周期,具有较强的适用性.     

基于三维随机有限元法的含缺陷焊接结构可靠性分析

采用随机有限单元法对含浅表面和深表面裂纹焊接结构的可靠性进行了计算,该方法克服了传统的确定性断裂力学在结构的安全评定中结果偏于保守的缺点,在结构可靠性计算中,采用自行编制的基于摄动理论的三维随机有限元程序,就焊接残余应力绎结构可靠性的影响进行了计算,并了断裂韧度、外载荷、裂纹尺寸三个随机变量的变异对结构可靠性的影响,计算结果表明,焊接残余应力对结构的可靠性有较大影响,无论结构中是否有残余应力,上述三个随机变量中,断裂韧度的变异对结构的可靠性影响最大,其次是外载荷,裂纹尺寸的变异对结构的可靠性影响较前两者都小。     

应用模糊方法计算构件振动可靠性

分析影响构件振动可靠性的不确定性和模糊性因素，定义构件振动模糊安全状态，构建构件振动的模糊共振失效区域及相应的隶属函数、模糊强度失效区域及相应的隶属函数，建立构件振动可靠性计算的模糊模型，并将其应用于某航空发动机压气机、涡轮叶片的振动可靠性计算。研究结果表明，应用模糊方法评估构件振动可靠性是可行的。