基于概率-非概率混合可靠性模型的结构优化设计

影响结构优化设计的不确定变量可分为概率变量和非概率变量两种.针对既存在随机变量又存在区间变量的概率-非概率混合结构优化问题,本文提出了一种基于概率-非概率混合可靠性模型的结构优化设计方法.该方法以概率-非概率混合可靠性模型为基础,同时考虑结构的概率和非概率两种不确定因素的影响,通过概率和区间运算给出满足一定约束条件下的最优解.最后通过两个典型算例与基于随机可靠性模型的结构优化设计进行对比.结果显示:在相同不确定信息下,两种可靠性优化设计结果完全相同,表明该方法是有效和实用的.     

结构破坏概率预示技术

在宇航工程中，预示结构的破坏概率、计算结构的可靠性是型号设计中的重要任务。传统的结构设计和强度计算方法都是针对确定性结构和载荷环境参数的，无法直接考虑材料性能、结构几何参数的分散性，本文将随机摄动技术、传递函数理论和有限元程序结合在一起，提出了一种预示结构破坏概率、计算结构可靠度的途径。简单的实全表明，这种途径是走得通的。     

结构的模糊随机可靠性分析

根据工程设计中存在的大量的模糊性因素，将模糊理论与结构可靠性理论相结合，分别建立了基本空间为连续集和离散集时结构的模糊随机可靠度公式及一些特殊可靠度公式；运用模糊集合基本运算法则，获得结构安全这一模糊随机事件的隶属度表达式；通过算例形象地阐述了计算方法，并分别给邮由随机模糊性，随机性和模糊性所引起的结构可靠度值。     

随机变量和区间变量共存条件下的复合材料可靠性设计

当得不到足够数据的统计信息时,将结构的不确定参数描述为区间变量,结合区间变量的性质,对结构的可靠度进行分析是可靠性分析中的一个新的研究重点.在复合材料的可靠性设计中,考虑5个强度参数为随机变量,纤维方向角和弹性模量为区间变量,将区间变量的取值范围内,区间变量的最差组合下的可靠度定义为结构的可靠度,则混合可靠度的分析可以看成一个双重优化问题.两个算例说明混合可靠度设计在信息不全的情况下,给出了较保守的结果,保证结构的安全可靠.     

基于协同优化方法的多学科非概率可靠性优化设计

针对传统多学科优化是基于确定性的优化设计方法,为了获得更为可靠的结构设计,在设计中考虑了不确定因素对结构性能的影响.本文将非概率可靠性优化方法与多学科优化设计方法相结合,引入了非概率可靠性指标,提出了一种新的基于协同优化方法的非概率可靠性多学科优化设计方法.同时采用了基于均匀试验设计的响应面方法来近似学科优化,提高了遗传算法的收敛速度,降低了计算量.最后通过对跨声速机翼气动结构多学科可靠性优化设计算例的计算,验证了本文提出的方法能够保证设计解的可靠性,对工程实践具有一定的指导意义.     

开关寿命连续型不可修冷、温贮备系统的可靠性分析及其随机模拟

本文对由n个部件组成的、开关寿命为连续型随机变量的不可修冷、温贮备系统作了可靠性分析,建立了这两类系统的一般模型,给出了冷贮备系统可靠度R_n(t)及平均寿命MTTF的一般形式解。并在指数分布场合下,给出了R_n(t)及MTTF的解析表达式。当部件贮备寿命相互独立同分布时,温贮备系统可以通过一个虚设的开关变量而归结为冷贮备系统。对一般的贮备系统,可以运用数理统计方法,根据样本给出R_n(t)及MTTF的估计。文末利用随机模拟方法,构造所需样本,便可获得R_n(t)及MTTF的数值估计。实例表明,随机模拟的结果是令人满意的。     

典型系统的区间可靠性分析

在已知系统组成单元的区间可靠度或单元区间失效概率前提下,根据扩张原理,利用区间分析方法,分析了串联系统、并联系统、先串后并系统、先并后串系统、r/n(G)系统等典型系统的区间可靠性。基于区间数比较的可能度公式,提出了准一致性概念。分析了典型系统的区间可靠度特性与其点可靠度特性之间的准一致性。这一结果进一步完善了系统区间可靠性分析理论。     

螺栓强度的随机可靠性与模糊可靠性分析

螺栓是工程装备中重要的连接结构件,其可靠性至关重要。本文介绍了结构强度的随机可靠性和模糊可靠性分析方法,并以一种典型螺栓为例演示了这些方法的应用,同时给出了螺栓的随机可靠度和模糊可靠度。     

飞机复合材料结构的概率设计方法

当前在军用和民用飞机复合材料结构设计方法中,主要设计变量是按确定量来处理的而忽略了它们的随机性,即确定性方法。实际上,飞机结构的安全性要受到很多因素的影响,其中一些主要影响因素具有明显的、不可忽视的随机特性。因此,更先进的设计思想是发展能综合考虑各种主要因素的随机性的结构设计方法,即结构概率分析与设计方法。概率设计方法已经逐渐成熟,并且开始用于复合材料结构设计。本文详细讨论了国外提出的6种主流的概率设计方法,总结了它们的分析流程以及优缺点。本文最后指出了复合材料结构概率设计研究中有待解决的问题,为进一步开展飞机复合材料结构的概率设计方法的研究提供了有益的建议。     

认知不确定多态系统模糊可靠性评估

针对高可靠部件短时间内很难获得 足够的性能分布信息，致使对部件的认知存在一定的不确定性问题，为降低其对部件性能分 析的影响，实现对系统可靠性的准确估计，假定部件性能分布参数为模糊数，根据模糊集合 分解定理，建立基于β-截集变量的性能分布模型，给出了部件模糊状态 性能区间的定义和状态模糊概率的计算方法。对传统的通用生成函数方法进行改进，定义了 α-截集通用生成函数及其运算法则。提出了考虑认知不确定的多态系统 模糊可靠性评估方法，并以仿真实例进行验证说明。该方法不仅克服了性能分布信息缺少， 无法准确地建立状态信息分析模型的不足，且方法简单、思路清晰，具有强通用性和工程应 用性。