随机有限元法及其工程应用

随机有限元法是近年来发展起来的一种工程数值计算方法,由于它建立在有限元的基础上,并采用随机参数来描述工程实际问题,因而具有更广阔的发展前景和重要的应用价值。随机有限元法的主要内容包括随机原理、随机有限元控制垢建立及其求解。目前,它已被广泛应用于计算结构的可靠度、动力问题、复合材料力学及非线性问题等方面。随着研究工作的竽计算结构的可靠度、动力问题、复合材料力学及非线性问题等方面。随着研究工作的不断深     

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。     

多随机变量的桁架结构系统的可靠性分析及优化设计

针对桁架结构系统，采用随机有限元法（SFEM）计算结构系统的响应量，考虑内力重新分配，建立失效模式的安全余量方程，用验算点法计算失效模式安全余量的可靠性指标，用改进的分枝限界法，寻找主要失效模式，通过对主要失效模式方程线性化研究，计算失效模式安全余量之间的相关系数，寻找主要失效模式，通过对主要失效模式方程线性化研究，计算失效模式安全余量之间的相关系数，最后用PNET法计算出结构系统的失效概率，同时给出多随机变量的结构系统可靠度的敏度表达式，采用最佳矢量法，求解了大型桁架结构系统基于可靠性指标约束下的最小重量的优化设计问题，最后，给出了实际算例，计算结果表明；采用随机有限元法能更好地考虑结构系统的多个随机变量对系统可靠性产生的影响；所采用的可靠性分析方法和优化方法是有效的。     

随机疲劳裂纹扩展及动态可靠性分析

在确定性袭纹扩展模型的基础上，建立了疲劳裂纹扩展的随机模型。考虑裂纹扩展引起的强度衰减，建立了实用的动态可靠性分析模型。     

一种基于可靠性分析的结构优化方法

本文用结构分析的有限元法求得超静定构架结构元件的内力,并用結构刚度矩阵的奇异性来判定结构是否失效。提出了系统地形成结构失效模式中确认主要失效模式的一种新方法。再根据确认的主要失效模式求得超静定构架结构失效概率的上下限。在此基础上,用随机方向法进行了基于可靠性分析的构架结构的优化设计。数值例题说明本文提出的方法是有效的。     

海洋平台在组合载荷作用下的随机域可靠性分析

本文对海洋平台在风、浪及海流等多种载荷组合作用下的可靠性进行了分析计算，采用优选随机载单元法进行结构数的随机域离散。文中的海洋平台算例结构表明了优选随机域单元法的高效性，以及在海洋工程的结构系统可靠性计算中的考虑载荷组合作用的必要性。     

纽曼随机有限元分析复合材料回旋结构的可靠性及其优化设计

将纽曼级数展开的蒙特卡罗随机有限元应用于具有随机因素的复合材料回旋结构的应力求解;然后利用蒙特卡罗直接比较法和蔡希尔（Tsai－Hill）失效判据给出该结构的可靠性算式。最后建立了此类结构的可靠性优化设计迭代式,并给出一算例。     

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。     

大型空间桁架结构热分析的有限元方法

本文对太阳电池阵中央桁架系统进行了热流和温度计算。根据传热学理论建立了瞬态热平衡方程。应用有限元法对热平衡方程进行了求解。对热流和温度场的计算结果做了详细讨论,从中经了若干结论,这些结论 对工程设计具有一定的参考价值。     

基于折纸的大型空间薄膜遮阳结构设计与分析（英文）

提出了一种轻质、展开顺畅、收纳比高且不需要额外驱动动力的新型自展开薄膜遮阳结构。利用4根等长的带状弹簧驱动叶内环绕折叠的聚酰亚胺薄膜,并计算了收纳比。为了防止薄膜在展开过程中出现钩挂和破损的问题,对薄膜展开的轨迹、薄膜的应力分布以及带状弹簧骨架的模态分布进行了有限元仿真,并制作了测试样机以验证设计的可行性。结果显示,利用带状弹簧驱动薄膜展开,展开过程顺利,带状弹簧展开时的冲击不会造成薄膜损伤,薄膜折痕处的最大应力约为42.3 MPa,低于材料的许用应力,且收纳比达到了69.4。     

结构动力可靠性探讨

结构可靠度是结构设计的重要指标之一。在工程设计中,作用在结构上的载荷往往是一个随机过程,例如,作用在高耸结构上的阵风,作用在建筑物上的地震载荷以及作用在火箭弹体上的脉动载荷等等。本文采用结构有限元分析方法,基于首次超越破坏模型和累积疲劳损伤破坏模型,介绍了一个计算在随机载荷和随机运动约束下的结构动力点可靠度的计算系统。     

一种基于可靠性的框架结构优化方法

以结构系统的可靠度作为结构优化设计的控制参数。用改进的分枝限界法判认主要失效模式。用PNET法计算结构系统的可靠度。导出了平面框架结构系统可靠度的灵敏度分析表达式。采用梯度投影型算法，求解了平面框架结构重量或造价为约束，最大化结构可靠度，这样一类结构优化问题。若干例题的计算结果表明，提出的方法是有效的。     

基于模糊理论的遮阳罩结构可靠性评估

本文探讨了基于模糊理论的结构可靠性评估。运用模糊可靠度理论对遮阳罩可靠度进行了评估和设计,在保证系统结构可靠度的同时,有效的降低了结构的质量,实现了预期的结构优化。     

结构元件疲劳可靠性估算的剩余寿命模型

从安全余量的定义出发，提出了一个估算结构元件疲劳可靠性的剩余寿命模型，基于常幅载荷下，疲劳寿命可用对数正态函数分布描述，本文分析了常幅和变幅载荷作用下材料的疲劳剩余寿命的分布形式，认为可用带位置参数的对数正态函数近似描述。在此基础上，系统阐述了元件在常幅和多级载荷下的疲劳可靠性分析方法。3个算例表明：预测结果与试验结果符合很好，本文给出的剩余寿命模型是合理的。     

伽玛—伽玛模式结构可靠性的区间估计

讨论了3种情形下伽玛-伽玛模式结构可靠性的区间估计：（1）给出了形状参数已知，尺度参数未知时此模式结构可靠性的置信下限；（2）给出了尺度参数已知，形状参数未知且形状参数较大时此模式结构可靠性的近似置信下限；（3）给出了分布参数均未知但形状参数较大时此模式结构可靠性的近似置信下限。     

大型太阳帆板展开状态动态特性研究

利用有限元技术及自编的 FORTRAN程序计算了单翼太阳帆板约束模态的振型和频率 ,计算结果和实验结果比较表明 ,计算精度在工程上是可以接受的。在此基础上 ,以飞船带有双翼对称太阳帆板为模型 ,计算了太阳帆板在转动和不转动情况下非约束模态的振型和频率。上述计算结果为研究带有挠性太阳帆板的航天器的动力学与控制问题打下了基础     

基于基因算法与博奕论的翼型跨音速Euler方程气动优化

将基因算法与博奕论中的 Nash平衡相结合 ,构建了多目标基因优化算法—— Nash基因算法 (NashGAs) ,并对初始翼型为 NACA0 0 1 2二维翼型进行给定跨音速流动下的形状增升优化。计算中应用 Bézier曲线对翼型形状进行参数化 ,避免了非流线型的不合理形状产生 ;采用有限元非结构网格 AUSM+通量分裂格式Euler方程数值解进行个体适应度值评估 ;应用动态网格技术调整计算网络 ,节约了 CPU机时 ;最后给出了优化结果