结构系统概率-模糊-非概率混合可靠性分析

为了有效地处理结构系统的混合可靠性问题,基于模糊随机可靠性模型及非概率集合可靠性模型,本文建立了结构概率模糊非概率混合可靠性模型.该模型认为结构的极限状态方程所涉及的变量中,既有模糊随机变量,又有区间变量.通过非概率集合可靠度的建立及模糊随机可靠度分析,定义了结构的混合可靠度.进一步借鉴随机结构系统可靠性分析中的增量载荷法,对结构系统概率模糊非概率混合可靠性进行了分析.最后,通过两个典型算例证明了所提出模型的有效性和实用性.     

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.     

梁受弯承载力极限状态可靠度研究

采用验算点法计算高强钢筋混凝土并筋梁受弯承载能力极限状态可靠度。将并筋数量、计算模式不确定性、荷载效应比、材料参数视为随机变量,结合可靠度设计基本理论,采用MATLAB编程计算可靠指标。分析HRB500钢筋和并筋对钢筋混凝土梁的受弯承载能力极限状态可靠度的影响。分析结果表明:双并筋对梁的可靠度的影响较大,三并筋对梁的可靠度的影响较小。当并筋梁的抗弯承载力和单筋梁相比降低5%左右时,并筋对梁的可靠度有一定的不利影响,在计算梁的受弯承载力时需要考虑。     

应力极值分布、强度威布尔分布的可靠性

本文运用应力—强度干涉理论,推导了应力为Ⅰ型极小值分布,强度为威布尔分布的可靠度计算公式,并对冗长的计算公式进行简化,在简化公式的基础上,运用一定的数学技巧,改变积分公式中的积分变量和上下限。将被积函数化成在某一区域内的可积函数。采用de Boor编制的一种严谨的自适应Romberg外推格式的FORTRAN程序进行数值积分。对应予不同的组合参数,给出应力服从Ⅰ型极小值分布,强度服从威布尔分布的可靠度数值。本文最后讨论了服从这两种分布的组合参数的变化对可算度数值变化的影响。     

基于Stewart平台的6-SS并联天平结构优化设计

良态的雅可比矩阵决定并联机构的性能，并决定了其结构参数是否合理。本文利用矩阵的F-范数研究一种新颖的并联天平力雅可比矩阵，以力雅可比矩阵的条件数为目标函数进行并联天平结构优化设计，推导出优化目标函数以5个基本结构参数表达的解析式。利用数值解法求出目标函数关于过渡变量的最小值，并用矩阵2-范数加以验证，找到8种保证并联天平精度的优化结构。该法同时也为六维力／力矩传感器的性能指标评价及其结构优化提供很好的借鉴。     

蒙特卡罗法在机械可靠性设计中的应用

本文介绍了蒙特卡罗法在求应力-强度分布干涉理论的可靠度中的应用。并求出应力和强度的分布,计算结构可靠度。     

X—x^2更新过程模型结构可靠度

本文讨论强度是随机变量Ｘ,应力是复合Ｘ＾２一更新过程（Ｙ（ｔ）,ｔ∈（０,Ｔ）的结构可靠性模型的可靠度问题,获得Ｘ－Ｙ（ｔ）半随机过程模型结构可靠度表达式。     

X-χ~2更新过程模型结构可靠度

本文讨论强度是随机变量X，应力是复合χ2一更新过程｛Y（t），t∈［o，T］｝的结构可靠性模型的可靠度问题。获得X－Y（t）半随机过程模型结构可靠度表达式。     

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.     

薄壁梁系的可靠性优化设计

以结构系统的可靠度作为薄壁梁系结构的优化控制参数。用改进的分枝眼界法判从主要失效模式。用PNET法计算结构系统的可靠度。导出了两种梁系结构可靠度的灵敏度分析表达式。提出最佳矢量型算法的选代公式,有效地求解了Ⅰ型截面梁系结构在系统可靠度约束下的最小重量设计问题;且在其中通过设计变量连接来满足薄壁梁的稳定性要求。算例的结果说明了方法的有效性。     

含连续／离散变量结构优化中的神经网络与变尺度模拟退火方法

传统的优化方法难于有效地处理含有连续／离散混合变量优化问题，本文介绍了一种改进的变尺度模拟退火方法并与人工神经网络能量函数模型相结合，用于求解含连续／离散设计变量的工程结构优化问题，较好地解决了模拟退火技术用于工程结构优化时选取具有全局性的初始点困难及迭代次数较多的弱点。算例表明，该方法可以使模拟退火算法从局部最优的陷阱中跳出，最后求出整体最优解。     

环板在边缘弯矩和局部均布、线性荷载共同作用下的塑性极限分析(Ⅰ)

应用奇异函数求出环板在边缘弯矩和局部均布、线性分布荷载共同作用下的极限荷载的计算公式，并可画出极限荷载的影响曲线。     

环板在边缘弯矩呼局部均布,线性荷载共同作用下的塑性极限分析（Ⅰ）

应用奇异函数求出环板在边缘弯矩和局部均布、线性分布载荷共同作用下的极限荷载的计算公式,并可画出极限荷载的影响曲线。     

飞行高度摄动的鲁棒颤振计算方法

提出了一种以飞行高度作为摄动变量,利用结构奇异值理论来进行鲁棒颤振计算的方法。将标准大气模型中的高度与大气密度,高度与声速的关系拟合成为多项式表示的函数关系,从而将动压和飞行速度表示成飞行高度的函数,使得系统以飞行高度为惟一的摄动变量。然后利用线性分式变换考虑了广义刚度和广义阻尼的不确定性,建立整个系统完整的状态空间模型,使用结构奇异值理论计算颤振裕度。该方法适用于固定马赫数的飞行颤振试验和飞行包线扩展。     

连续状态系统可靠性

本文在给出连续状态系统和典型结构的定义后，讨论了连续状态关联系统可靠性与功效的定义和性质，证明了有关定理。利用定义的典型结构，将两状态系统方块图和故障树分析方法推广至连续情形，研究连续状态方块图和连续状态树分析方法，利用系统、子系统和单元间的功能平衡关系。提出一种建立系统结构函数的建模方法，最后讨论了系统可靠度的计算问题。文中给出一个连续状态系统的分析、建模和计算的例子。     

基于SFEM的结构元件疲劳可靠性分析

将结构元件的弹性模量、泊松比、几何尺寸定义为随机场,并将随机场离散成随机变量,将抗拉强度定义为随机变量,采用Monte Carlo随机有限元法(MCSFEM),给出了元件危险点应力的随机分布。由危险点应力分布、材料的p-S-N曲线和Miner理论给出了概率名义应力法,计算常幅载荷下元件的寿命分布,并利用剩余寿命模型计算元件的可靠度。给出了两个算例,结果表明:计算结果与试验结果吻合良好。     

机匣螺栓连接结构分析及参数优化程序开发

螺栓连接结构的特征参数,对机匣气密性具有重要影响。针对具有纵向安装边的机匣,建立初始模型并对其进行强度分析,研究了不同特征参数对机匣极限内压的影响规律,并得到机匣螺栓连接结构密封公式。将仿真结果与结构特征参数进行拟合,获得多参数变量的临界气压拟合函数,使用多目标优化设计方法,求得结构的最优设计参数变量。所提方法和相关结论可为机匣连接结构参数设计提供技术支持。     

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。     

再入飞行器复合材料舱段极限应力强度分析

由于缺少可靠实用的极限强度分析方法,复合材料结构的设计长久依赖于试验验证手段确保设计可靠度,产品研制难度大。该文发展此前研究提出的通用强度失效准则和算法,开展再入飞行器复合材料舱段的应力强度分析方法应用研究,对设计重点关注的典型蒙皮与端框结构,建立有限元模型,预示其极限承载能力并与实测数据对比,结果表明:复合材料舱段极限强度的预示与实测结果吻合良好,对端框复杂结构预示精度能够达到-14.2%量值水平,复合材料舱段的结构强度可靠度有条件通过设计计算来保证。     

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。