降維算法和Edgeworth級數(shù)的結(jié)構(gòu)可靠性分析

為了研究寒區(qū)隧道在運營階段襯砌結(jié)構(gòu)的可靠性,考慮到凍脹力、圍巖壓力和結(jié)構(gòu)自重應(yīng)力對圍巖襯砌結(jié)構(gòu)的影響,以昆侖山寒區(qū)隧道工程為背景,采用ansys中的pds(概率設(shè)計)模塊和蒙特卡洛拉丁超立方抽樣方法,對影響寒區(qū)隧道襯砌結(jié)構(gòu)可靠性的主要因素以及保證隧道結(jié)構(gòu)安全的可靠性指標(biāo)進(jìn)行研究。結(jié)果表明:基于ansys數(shù)值模擬,通過研究凍土圍巖溫度場和應(yīng)力場的耦合結(jié)果,得到凍脹對襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的最不利的位置;以概率論和數(shù)理統(tǒng)計相結(jié)合的方式,對襯砌結(jié)構(gòu)最不利位置的可靠性進(jìn)行定性和定量的分析,得到襯砌結(jié)構(gòu)的可靠性指標(biāo);蒙特卡洛法中的拉丁超立方抽樣提高了抽樣概率的精確性,概率設(shè)計的敏感性和設(shè)計變量之間的散點圖分析,有利于確定影響襯砌結(jié)構(gòu)可靠性的主控因素,進(jìn)而針對可控因素采取措施,以此提高襯砌結(jié)構(gòu)的可靠性。

由于蒙特卡羅(mc)方法具有程序結(jié)構(gòu)簡單,收斂速度與問題維數(shù)無關(guān)等優(yōu)點,故其在結(jié)構(gòu)可靠性分析中得到了廣泛應(yīng)用。但是對于小失效概率等問題,計算效率低這一主要缺點限制了該方法的應(yīng)用范圍。為了解決mc方法存在的問題,通過引進(jìn)單位超立方體中不同的低偏差點集代替?zhèn)坞S機(jī)數(shù)序列,并結(jié)合了重要抽樣技術(shù)建立了結(jié)構(gòu)可靠性分析的擬蒙特卡羅(qmc)方法。該方法不但可以大幅度減少抽樣點數(shù)目,還能夠得到確定性的估計值,避免傳統(tǒng)mc方法只能得到概率意義下誤差的缺陷。通過數(shù)值算例可以看出本文方法具有較高的計算精度和效率,因此適用于結(jié)構(gòu)可靠性分析問題。

運用ansys軟件中參數(shù)化語言設(shè)計與蒙特卡羅法相結(jié)合的隨機(jī)有限元法,以內(nèi)六角扳手為研究對象,選擇扳手的多種設(shè)計參數(shù)和作用載荷為隨機(jī)變量,在假定的統(tǒng)計分布情況下進(jìn)行扳手的強(qiáng)度可靠性分析。結(jié)果顯示,隨著抽樣次數(shù)的增多,輸出變量detss的均值逐漸收斂趨于穩(wěn)定,這表明運用ansys和蒙特卡羅法相結(jié)合的方法對扳手結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的可靠性分析是可行的。

提出通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合極限狀態(tài)函數(shù)的方法來解決結(jié)構(gòu)可靠性問題。根據(jù)多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)映射存在定理,對于任何在閉區(qū)間內(nèi)的一個連續(xù)函數(shù)都可以用含有一個隱含層的bp網(wǎng)絡(luò)來逼近。應(yīng)用此定理,通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合極限狀態(tài)方程,借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的函數(shù)映射關(guān)系產(chǎn)生大量的極限狀態(tài)函數(shù)值,作為下一步的分析數(shù)據(jù)。此過程并不像montecarlo法對每一點都做確定性計算,因而達(dá)到減少計算工作量的目的。該方法僅采用montecarlo法隨機(jī)抽樣的思路,對大范圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行概率分析,通過概率分析得到極限狀態(tài)函數(shù)值的均值和標(biāo)準(zhǔn)差,以便求得結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo),進(jìn)行結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性分析。

go法是一種系統(tǒng)可靠性分析方法,可將go法應(yīng)用到軟件體系結(jié)構(gòu)的可靠性分析中。根據(jù)軟件體系結(jié)構(gòu)自身的特點及構(gòu)件之間的關(guān)系,分別建立了軟件體系結(jié)構(gòu)六種基本結(jié)構(gòu)的go模型,并進(jìn)行了定量go運算。通過一個實例,說明了應(yīng)用go法對軟件體系結(jié)構(gòu)的可靠性進(jìn)行分析的全過程。實踐表明:運用定量go運算能夠方便地計算出整個軟件體系結(jié)構(gòu)的可靠度,通過定性go分析還可評估各構(gòu)件及連接件的重要性,對后期系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。

本文結(jié)合結(jié)構(gòu)可靠性評估特點,應(yīng)用未確知測度、置信度的概念,建立了基于未確知測度的工程結(jié)構(gòu)可靠性評估模型,并結(jié)合工程實例,驗證該模型在處理大量不確定性影響因素時丟失信息少,得到的評估結(jié)果能夠客觀全面地反映結(jié)構(gòu)可靠性。該評價方法操作相對簡單,滿足工程需要,更加實用。

研究了廣義應(yīng)力和廣義強(qiáng)度同時具有模糊性和隨機(jī)性時的結(jié)構(gòu)可靠度計算問題,基于模糊隨機(jī)變量和模糊隨機(jī)事件的理論,建立了結(jié)構(gòu)模糊可靠度的計算模型.最后通過一算例,驗證了該方法的有效性和合理性.

基于功能的模板支架結(jié)構(gòu)可靠性分析——本文介紹了基于功能的結(jié)構(gòu)可靠性的概念，確定了鋼管支架失效模式，在此基礎(chǔ)上利用ansys軟件對鋼管支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算機(jī)模擬試驗分析，對鋼管支架的可靠性變化規(guī)律進(jìn)行了摸索與研究，以滿足信息化施工的需要。

在結(jié)構(gòu)可靠性分析中,由于缺乏足夠數(shù)據(jù)或信息不完整,元件強(qiáng)度和外載的分布參數(shù)只能根據(jù)已有的實驗和專家的經(jīng)驗采用模糊變量進(jìn)行描述。此時強(qiáng)度和外載是隨機(jī)模糊變量,基于隨機(jī)模糊理論,本文提出概率模型的分布參數(shù)為模糊變量時的結(jié)構(gòu)可靠性度量指標(biāo)計算模型。該模型不但可以解決應(yīng)力和強(qiáng)度服從任意分布時的可靠度問題而且也為計算多變量模型提供了一種計算可靠度的方法。最后通過算例,驗證了該方法的有效性和合理性。

本文提出了通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合極限狀態(tài)函數(shù)的方法來解決結(jié)構(gòu)可靠性問題。根據(jù)多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)映射存在定理,對于任何在閉區(qū)間內(nèi)的一個連續(xù)函數(shù)都可以用含有一個隱含層的bp網(wǎng)絡(luò)來逼近。應(yīng)用此定理,通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合極限狀態(tài)方程,借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的函數(shù)映射關(guān)系產(chǎn)生大量的極限狀態(tài)函數(shù)值,作為下一步的分析數(shù)據(jù)?；谌斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)可以平行的建立結(jié)構(gòu)可靠度的sosm法,采用laplace漸近方法將非線性功能函數(shù)在驗算點處作二次展開來研究結(jié)構(gòu)的可靠度問題,能較高精度的逼近精確結(jié)果。

本文首先進(jìn)行了厚壁筒結(jié)構(gòu)的失效分析,建立了厚壁筒結(jié)構(gòu)失效的強(qiáng)度失效狀態(tài)函數(shù),接著研究了結(jié)構(gòu)可靠性計算的直接積分法,分析了直接積分法中涉及到的三個關(guān)鍵技術(shù)問題,最后進(jìn)行了厚壁筒結(jié)構(gòu)的可靠性分析與可靠性設(shè)計研究,研究結(jié)果表明厚壁筒結(jié)構(gòu)設(shè)計變量的均方差對結(jié)構(gòu)的失效概率有較大的影響,在實際工程中應(yīng)加強(qiáng)其質(zhì)量控制。本文的研究結(jié)果為厚壁筒結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制造提供了有價值的理論參考,其方法可以應(yīng)用于船舶與海洋工程、建筑、機(jī)械、化工等領(lǐng)域,具有較大的理論及實踐意義。

分析了傳統(tǒng)jc法的基本思路及不足,結(jié)合工程實例介紹了可靠度加速算法在求橋梁結(jié)構(gòu)可靠性指標(biāo)中的應(yīng)用。

產(chǎn)品可靠性分析 1 產(chǎn)品可靠性分析 2 isas項目文檔 項目：產(chǎn)品可靠性分析 系部：軟件工程系 專業(yè)：niit 班級：軟件1010 姓名學(xué)號 王小燕2010180646 楊英2010180656 指導(dǎo)老師：廖玉霞 裝訂日期：2012/6/17 產(chǎn)品可靠性分析 3 目錄 目錄.........................................................................3 產(chǎn)品可靠性分析......................................................6 摘要.........................................................................6 1、產(chǎn)品可靠性分析的背景及意義....

可靠性工程 結(jié)課論文 題目：混頻器組件可靠性分析 學(xué)院：機(jī)電學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械電子工程 學(xué)號：201100384216 學(xué)生姓名：郭守鑫 指導(dǎo)教師：尚會超 2014年6月 2 目錄 摘要············································3 關(guān)鍵詞··········································3 1.元器件清單··································3 2.可靠性預(yù)測··································4 3.可靠性分析···································6 3.1可靠性數(shù)據(jù)分析·······················

主要研究故障模式及影響分析(fmea)方法在電子設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計中的應(yīng)用。簡要介紹了fmea方法的工作流程,闡述了定義約定層次、建立方框圖、確定故障模式和風(fēng)險分析評定的方法等內(nèi)容。以電子設(shè)備為例,詳細(xì)說明了fmea在電子設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計中如何分析設(shè)備結(jié)構(gòu)潛在的故障模式、故障影響、故障原因和風(fēng)險度等,并提出糾正措施對設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。根據(jù)分析結(jié)果編寫了fmea報告,并進(jìn)行fmea評審。經(jīng)試驗驗證,該方法適合于電子設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計與分析。

隧道結(jié)構(gòu)可靠性分析的一種新方法——論述了用應(yīng)力場進(jìn)行隧道結(jié)構(gòu)可靠性分析存在的問題，分析了目前位移在隧道結(jié)構(gòu)可靠性分析應(yīng)用中存在的缺點和困難，提出了另一種新的應(yīng)用方法。

基于可靠度的幾何意義,提出基于蝙蝠算法（batalgorithm,ba）進(jìn)行邊坡可靠性分析。針對基本蝙蝠算法易早熟、收斂精度低的不足,將細(xì)菌覓食算法中的遷徙操作（eliminationdispersal）引入基本蝙蝠算法,形成遷徙蝙蝠算法（edba）,提高了算法的全局搜索能力和收斂速度。算例1的計算結(jié)果表明：edba較基本ba的計算精度高,收斂速度快,穩(wěn)定性更好,對求解復(fù)雜、高度非線性功能函數(shù)的可靠性問題具有很好的適應(yīng)性。對于隱式功能函數(shù)的邊坡可靠度求解,提出了采用蝙蝠算法和基因表達(dá)式編程（geneexpressionprogramming,gep）相結(jié)合的計算邊坡可靠度的新方法。該方法采用gep方法擬合邊坡極限狀態(tài)函數(shù),構(gòu)建響應(yīng)面,通過蝙蝠算法計算邊坡可靠度及相應(yīng)的驗算點;算例2的計算結(jié)果證明：edba-gep方法對求解隱式功能函數(shù)的邊坡可靠性問題具有很好的適應(yīng)性,是科學(xué)可行的,具有很好的應(yīng)用前景。

針對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計安全系數(shù)方法的弊端,將可靠性設(shè)計理念引入魚雷結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域。結(jié)合經(jīng)典殼體理論計算方法與二次二階矩法,確定了基于理論公式的殼體結(jié)構(gòu)可靠性安全裕度方程及其求解方法,利用ansys軟件的概率設(shè)計(pds)模塊從有限元角度對殼體結(jié)構(gòu)可靠性進(jìn)行計算,計算結(jié)果驗證了該方法的準(zhǔn)確性。以上2種方法的引入可搭建連接魚雷殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計與魚雷產(chǎn)品可靠性設(shè)計之間的理論橋梁。

提出了一種基于自適應(yīng)metropolis算法和快速高斯變換技術(shù)的結(jié)構(gòu)可靠性分析高效自適應(yīng)重要抽樣方法.該方法首先利用自適應(yīng)metropolis算法高效生成結(jié)構(gòu)失效域樣本,然后運用自適應(yīng)寬核密度估計方法構(gòu)造重要抽樣密度函數(shù),最后采用快速高斯變換加速重要抽樣過程中核函數(shù)的計算.與傳統(tǒng)方法相比,自適應(yīng)metropolis算法能夠在相同計算量下提供更多結(jié)構(gòu)失效域信息從而改善計算精度,即為求得給定精度問題的解,可有效減少樣本生成過程中的結(jié)構(gòu)分析次數(shù),提高方法的計算效率;快速高斯(gauss)變換大幅降低核密度估計的計算復(fù)雜度從而大幅縮減重要抽樣的計算耗時.通過數(shù)值算例可以看出該方法具有較高的計算精度和效率.

通過修正鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系,建立了相應(yīng)的力學(xué)分析模型.利用受損結(jié)構(gòu)的殘余變形與承載力之間的關(guān)系,構(gòu)建了受損鋼框架結(jié)構(gòu)可靠性分析的目標(biāo)功能函數(shù);并結(jié)合有限步長迭代法和概率網(wǎng)絡(luò)估計法（pent法）,提出了受損鋼框架結(jié)構(gòu)可靠度計算方法.通過對一榀平面鋼框架結(jié)構(gòu)的靜力試驗研究,獲取結(jié)構(gòu)在受損前后的形變參數(shù)和極限承載力,采用本文所提出的方法對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了受損前后的可靠性分析.結(jié)果表明：結(jié)構(gòu)體系損傷前后理論承載力與試驗承載力吻合良好,提出的受損鋼框架結(jié)構(gòu)可靠性分析方法可用于工程實踐中損傷鋼框架結(jié)構(gòu)的可靠性分析以及極限承載力計算.

通過修正鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系,建立了相應(yīng)的力學(xué)分析模型.利用受損結(jié)構(gòu)的殘余變形與承載力之間的關(guān)系,構(gòu)建了受損鋼框架結(jié)構(gòu)可靠性分析的目標(biāo)功能函數(shù);并結(jié)合有限步長迭代法和概率網(wǎng)絡(luò)估計法(pent法),提出了受損鋼框架結(jié)構(gòu)可靠度計算方法.通過對一榀平面鋼框架結(jié)構(gòu)的靜力試驗研究,獲取結(jié)構(gòu)在受損前后的形變參數(shù)和極限承載力,采用本文所提出的方法對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了受損前后的可靠性分析.結(jié)果表明:結(jié)構(gòu)體系損傷前后理論承載力與試驗承載力吻合良好,提出的受損鋼框架結(jié)構(gòu)可靠性分析方法可用于工程實踐中損傷鋼框架結(jié)構(gòu)的可靠性分析以及極限承載力計算.

對結(jié)構(gòu)可靠性理論發(fā)展進(jìn)行了總結(jié)和分析。詳細(xì)闡述了各發(fā)展階段的發(fā)展過程及優(yōu)缺點,并提出了保證結(jié)構(gòu)可靠度的方法和對策,為提高我國結(jié)構(gòu)可靠度的研究水平提供了發(fā)展思路。