LD10CS容器的疲劳可靠度计算

本文用Monte Carlo方法计算了考虑疲劳裂纹扩展的LD10CS容器的可靠度,并对Monte Carlo方法的快速模拟技术进行了讨论。文中给出的改进分层抽样法有一定的普遍意义。     

信号检测Monte Carlo模拟的精度和计算时间

本文讨论对检测器性能进行Monte Carlo模拟时,影响结果精度和计算时间的因素。     

Polya罐子模型的一个极限分布推广及其应用

本文对文[1]、[2]作了一些推广。应用鞅收敛定理指出Polya罐子模型中黑球比例数Xn以概率1且均方收敛于一个具有二阶矩的随机变量X∞,并利用伽玛函数的Stirling公式证明了X∞服从β-分布。论证方法基本上是分析的方法,作为应用,可运用Monte—Carlo法模拟罐子模型,产生渐近于β-分布的随机数。     

粘弹性材料参数随机性对PCLD板动力学特性的影响

使用分布参数传递函数方法研究了阻尼层粘弹性材料随机性对被动约束层阻尼(PCLD)板动力学特性的影响.首先从Hamilton原理出发建立了PCLD板的动力学方程,引入状态向量,建立了系统的状态空间方程,利用分布参数传递函数方法求解方程得到了四边简支PCLD板的固有频率和损耗因子.以粘弹性材料分数导数模型中的参数作为基本的随机变量,并假设其服从正态分布.使用Monte Carlo直接抽样法研究了材料参数的随机性对PCLD板结构固有频率和模态损耗因子的影响.计算结果表明,粘弹性材料参数的随机性对板动力学特性具有较大的影响,因此对PCLD结构采取随机分析是非常必要的.     

Monte Carlo法在热辐射计算中的应用

Monte Carlo 法计算热辐射系数的应用已经相当普遍,但也发生了一些问量。主要是随机数的选取,几何边界条件的限制以及计算次数的选取等。只要这些参数选取合理,那末在复杂情况下,采用其他办法又比较困难时,利用 Monte Carlo 法进行计算则是很成功的.     

防空武器系统作战布局优化

在评估防御体系的作战效能时,目标突防概率是人们关心的主要的性能指标.本文利用随机服务系统理论的状态分析和统计平衡分析,获得计算目标沿任意航迹突防概率的随机模型.模拟退火算法是基于Monte Carlo迭化求解法的一种启发式随机搜索法,该算法能通过模拟退火过程快速找到全局的最优解.结合计算目标突防概率随机模型与模拟退火算法,建立了定量解决武器系统作战布局优化问题的方法.算例的计算结果表明,这种方法很快找到火力单元理想的布局位置.这种定量的组网和布局方法比以往基于原则的手工布局更科学、更快速.     

求解结构可靠度的直接积分方法

针对一类极限状态函数为随机变量的和差积商的有理函数形式,提出了求解结构可靠度的直接积分方法。给出了一些基本函数的概率密度函数。通过定义中间变量将这类特殊的极限状态函数转化为基本函数的函数,进而求出中间变量的概率密度函数,最终求出极限状态函数的概率密度函数.用积分的方法求出结构可靠度。该方法不用考虑随机变量服从何种概率分布,且计算结果为精确解。     

结构变差系数简化计算

结构变差系数C_(Vs)为结构可靠性设计的重要参数之一。本文探讨了从结构元件变差求出组合部件变差系数的简化方法,对宇航结构中常用的加劲结构、光筒壳的变差系数作了实例计算并与试验结果进行了比较,表明这种简化计算方法比较经济、简便可行;在有条件时,如与Monte Carlo计算机模拟方法结合比较,则有助于从不同角度求得更接近实际的变差系数值。     

动态系统元器件失效率的矩独立重要性测度分析

针对不确定性元器件失效率对动态系统失效概率影响程度的度量问题,研究了动态系统元器件失效率的重要性分析方法。分析了不确定性情况下动态系统失效概率的特点;依据Borgonovo的矩独立灵敏度分析思想,提出了两种新的矩独立不确定性重要性测度,给出了基于蒙特卡罗数值仿真的一般求解方法,分别用来分析系统工作时间给定和在区间变化两种情况下元器件失效率不确定对系统失效概率分布函数的贡献程度;建立了重要性测度的高效算法,通过稀疏网格积分技术将多元函数的积分问题转化成一元函数积分的张量积组合,通过Edgeworth级数方法将响应量分布函数的求解问题转化为基于其前四阶矩的失效概率估计,从而有效降低了功能函数的调用次数,提高了重要性测度的求解效率。最后,通过两个算例验证了所提方法的合理性和算法的高效性。     

基于修正Coffin-Manson模型的加速寿命试验设计与评估

针对温度循环应力下加速寿命试验数据处理困难而限制其应用的问题,提出了一种基于修正Coffin-Manson 模型的加速寿命试验设计与评估方法。运用修正 Coffin-Manson 模型建立了温度循环试验的加速因子模型,给出了试验条件设计的原则。用一元和二元线性回归评估了加速因子模型的参数进而对产品寿命进行外推,得到了正常应力条件下的可靠度函数。Monte Carlo仿真实例表明,该方法能有效地评估产品温度循环应力下的寿命。     

Weibull噪声中雷达信号的非参量检测

本文讨论几种实用的非参量雷达检测器在Weibull噪声中的检测性能,这些非参量检测器是用于相参检测的Dicke-fix检测器,和用于非相参检测的秩和(RS)以及秩二进积累(RQ)检测器。通过解析计算和Monte Carlo模拟,给出这些非参量检测器和相应的平稳白高斯噪声中的最佳参量检测器即相参和非相参积累器的小样本性能,并作比较,说明当Weibull分布形状参数和信噪比较小时,非参量检测器可更有效。     

代理模型在空间碎片碰撞概率分析中的应用

利用代理模型来高效计算空间目标之间的碰撞概率。碰撞概率计算的经典方法包括蒙特卡洛（Monte Carlo,MC）方法,以及基于速度线性化、位置误差服从高斯分布等假设,在相遇平面上对碰撞概率密度函数（高斯型）进行积分的方法。相较于MC方法要处理原轨道模型由大量重复仿真带来的计算量增长,代理模型针对输入变量的先验分布设计得到相应数学模型,不仅大大降低了单次仿真的计算时间,还减少了计算概率所需的仿真数量。代理模型去除了线性化假设等限制条件,对于碰撞概率密度函数可能呈现出的非高斯型特征也有很好的统计解释,其适用范围更广。本文结果表明,代理模型方法能够在大幅降低计算量的同时,保证对碰撞概率的估计较为准确。     

振动系统任意激励响应的仿真研究

针对任意激励函数响应是一系列冲量响应的叠加性质,应用Duhamel积分公式,利用MATLAB控制系统工具箱函数,通过事例分析,来求解任意激励函数的响应,为工程实践和科学研究提供了简捷有力的工具和方法。     

评Tada等人求应力函数和应力强度因子的积分法

本文分析了Tada等人合编的“裂纹应力分析手册”中,通过积分集中载荷的Westsrgaard应力函数得到分布载荷的Westergaard应力函数的方法,指出对被积函数必须作谨慎分析。一般不能由积分得到分布载荷的应力函数。并列出了手册中有错误的几种应力函数。 通过积分集中载荷的应力强度因子求分布载荷的应力强度因子的方法是可行的。本文利用这个方法,得出了两种载荷的应力强度因子。     

基于切割单元直角坐标网格的DSMC方法及优化技术

对传统直角坐标网格进行改进,根据计算机图形学对与物面相交的正方形网格进行切割,使单元与物面贴体,并能根据流场的变化对网格区域进行局部加密。结合直角坐标网格与非结构网格的特点,编写了自适应直角坐标网格的生成程序,并发展了基于切割单元直角坐标网格的直接模拟蒙特卡洛(Direct simulation Monte Carlo,DSMC)方法。同时通过当地模拟分子数、动态时间步长技术优化DSMC方法,提升计算效率。数值结果表明,本方法在计算过程中使搜索效率得到大大提升,同时也保证了物面网格单元的贴体性,提高了物面附近流场的计算精度,还易于实现网格自适应。     

基于VUMAT的三维裂纹动态扩展有限元模拟

文章基于ABAQUS/EXPLICIT平台的VUMAT接口,直接对材料积分点添加自定义本构方程和失效准则,开发了三维裂纹动态扩展子程序.在网格适当加密的情况下就能完成三维裂纹动态扩展模拟.在加载策略上选用适应性较强的增量法,直接在软件中通过增量步控制求解过程和收敛性,计算结果与试验结果一致.本文方法基于商业有限元软件ABAQUS,仅对材料本构方程和积分点失效进行编码,无需调整和重新划分网格,操作简单,计算效率高,适合推广到复杂的本构关系和大型工程模型.     

系统相关失效机理分析及防御措施的制定

文章通过对系统的失效机理分析,利用更具有实际意义的应力-强度动态干涉模型,采用Monte Carlo法模拟系统失效行为,解释了"相关"是系统失效的普遍特征,以及相关失效会严重降低并联冗余系统的可靠性;最后分析了影响相关失效的主要因素,据此提出了几种相应的降低相关失效发生率的措施.     

生物组织中光场分布的有限元分析

基于对脑组织多层结构特殊性的认识,将有限元方法应用到脑组织的光场分布模拟研究中,即通过区域划分和分片插值确定基函数,并根据变分原理推导了辐射传输方程在边界条件下的泛函,进而得到每个单元的特征式和整个场的联立方程式,可求解联立方程式得到光场分布的模拟结果.最后,进一步讨论了有限元方法的合理性选择问题,给出有限元方法的适用条件是吸收系数远小于散射系数的生物组织.将此方法和蒙特卡罗方法模拟的光场分布进行比较,结果表明,有限元方法对脑组织内的光场分布模拟相当精确,同时模拟所用的时间大大缩短.     

修正型广义符号检测器在WEIBULL噪声中的检测性能

采用Monte Carlo法模拟了修正型广义符号检测器(MGSD)和双极点滤波器检测器(TPFD),给出了它们在Weibull噪声中的虚警概率检测概率和测角精度曲线。与TPFD相比较,MGSD不仅当参考单元的样本为独立同分布时能提供恒虚警检测,而且在Weibull噪声中低信噪比时的检测概率和测角精度较高,额外目标的影响也减弱了。Weibull分布的形状参数越小,MGSD的这些优点越明显。     

可靠性及可靠性灵敏度分析的改进点估计方法

针对低维高度非线性问题,提出了一种可靠 性及可靠性灵敏度分析的改进的点估计方法。基本思想是首先由空间分割来降低局部子空间 中功能函数的非线性程度,然后用低精度的稀疏网格积分探索子空间中功能函数的概率响应 特性,最后组合子空间中的信息来得到所需的可靠性及其灵敏度分析结果。方法的优点 是适用于低维高度非线性功能函数的失效概率和可靠性灵敏度分析,由于无需求解功能函数 的梯度函数,因此适用于复杂的隐式功能函数。另外,由于方法利用少量均匀抽样来估计对 失效概率贡献最大的点,并依据其进行子空间的划分,从而使得子空间的划分更有利于提高 可靠性及可靠性灵敏度分析的效率。用算例对所提方法进行了验证,结果表明：在低维高度 非线性条件下,所提算法的精度和效率比类似的三点估计、直接稀疏网格积分方法有明显优 势。