基于非概率模型的结构稳健可靠性设计方法

 基于非概率可靠性理论,将稳健设计和稳健可靠性的思想和方法用于结构设计,提出了结构的稳健可靠性设计方法。把结构设计归结为满足可靠性要求的多目标优化。其中,以非概率可靠性指标为约束,以极小化结构重量 (或造价)和极大化对不确定因素的稳健性为目标。目的在于使结构在满足可靠性要求的前提下,其重量 (或造价)和对不确定因素的稳健性达到协调最优。在不确定参量的已知数据很少的情况下,本方法为结构的可靠性设计提供了一种可能的选择。数值算例说明了文中方法的应用。  

固体火箭发动机结构可靠性数字仿真的基本问题

本文讨论了固体火箭发动机结构可靠性数字仿真方面的几个基本问题,如研究的目的,主要技术要求,验证试验和临界技术等。用固体火箭发动机结构可靠性数字仿真通用程序,说明了固体火箭发动机纤维增强复合材料壳体和固体药柱的模拟过程。  

Neumann 随机有限元法计算涡轮叶片的可靠度

推导了具有随机性时Ｎｅｕｍａｎｎ随机有限元法的基本方程，用级数来拟合结构响应的概率密度函数，并通过数值积分计算结构的可靠度。对涡轮叶片的可靠度分析表明，该方法可利用较小的样本容量获得较高的计算精度，并具有较高的计算效率。  

固体火箭发动机结构可靠性评估的过载试验法

提出了将产品置于极严酷的环境下降低其可靠性，再用经典的方法来推断额定环境下产品可靠性的过载试验方法。阐述了如何利用过载试验的信息评估额定状态下的可靠性，讨论了过载试验设计中确定过载系数及最小过载系数问题，最后以某个发动机壳体试验数据为例作了计算，并分析了评估结果对变异系数的敏感性。算例表明，对额定状态下需作２００～３００次试验考核的产品，如果提高载荷２０％～３０％，则只需作４～５次可靠性试验考核。这种方法对高试验费用的小子样产品可靠性评估具有很好的经济性和实用性。  

固体火箭发动机结构可靠性计算方法分析

依据结构强度-工作应力理论模型，应用数理统计方法和对某固体发动机大量试验数据的实例计算，证明了总体变异系数法和样本变异系数法在结构可靠性计算中的一致性。在置信度为0.90时，其结构可靠度大于0.9954。同时表明总体变异系数法是较佳方法，影响结构可靠在的主要因素是样本标准差。  

支持向量回归机在结构可靠性分析中的应用

 评估结构的可靠度常常遇到隐式功能函数，对于此种情况经典的结构可靠性分析方法难以实施。目前，响应面和人工神经网络等回归方法已经广泛地用来构建显式函数替代隐式功能函数进行结构可靠性分析。支持向量回归机是一种与人工神经网络类似的新回归方法，目前很少用于结构可靠性分析。鉴于支持向量回归机出色的小样本学习性能、良好的泛化性能，本文提出了基于支持向量回归机的两种适用于隐式功能函数的可靠性分析方法：基于支持向量回归机的Monte-Carlo模拟法和基于支持向量回归机的一次二阶矩法。算例表明支持向量回归机可以在抽样范围内很好的逼近真实的隐式功能函数，减少结构分析次数。失效概率计算结果与经典方法的对照说明所提方法的计算精度较高，具有一定的实用价值。  

用纽曼随机有限元分析复合材料回旋结构的可靠性

将纽曼级数展开应用于蒙特卡罗随机有限元，对每一次随机抽样，只需一次形成刚度矩阵，进行前代、回代及矩阵的乘法和加法（减法）运算，可使随机有限元计算时间大为缩短。然后采用蒙特卡罗直接比较法，计算一复合材料回旋结构的可靠性。  

某型发动机压气机轮盘结构可靠性分析

对某型发动机压气机第2级轮盘进行了结构可靠性分析。考虑了材料属性和载荷的随机性对结构安全的影响,对其进行了确定性分析;分别采用蒙特卡罗法和响应面法计算了轮盘结构可靠度,并对其随机性的影响因素进行了灵敏度分析。  

某型航空发动机涡轮盘结构可靠度计算

针对传统涡轮盘确定性应力和寿命计算上对参数分散性考虑的不足,采用应力—强度干涉法和模糊概率积分法(FPI)计算某型航空发动机涡轮盘关键位置的结构可靠度,将两种方法结果进行对比分析,说明FPI方法的有效性和快速性,并分析了干涉法计算中的某些近似对可靠度计算结果带来的影响,最后采用FPI方法计算了整个涡轮盘的结构可靠度分布,该结果对掌握整个涡轮盘的可靠度水平及对涡轮盘进一步设计具有参考价值。  

结构可靠性分析的模糊概率积分法

 针对传统应力-强度干涉法计算结构可靠度时求解材料疲劳强度分布困难的情况,提出了一种利用模糊概率理论直接求解结构可靠度的算法——模糊概率积分法。对该方法进行了理论推导;同时考虑到方法应用过程中可能出现方程重积分困难的情况,又给出了以该方法为基础的数值抽样技术,用以计算结构可靠度的近似值。最后给出一个在航空发动机上的应用算例,计算结果表明该方法快速、有效,适合于工程应用。