蒙特卡羅隨機(jī)有限元四面受火工字鋼溫度

礦山地下開(kāi)采引起地表變形，從而對(duì)區(qū)內(nèi)建筑物產(chǎn)生附加內(nèi)力。常用的計(jì)算方法取建筑物軸線(xiàn)處的變形作為他們受到的變形作用，即認(rèn)為建筑物基底受力是均勻的，實(shí)際上建筑物基底上各點(diǎn)移動(dòng)變形并非一定值，具有隨機(jī)性。為此，將攝動(dòng)隨機(jī)有限元方法應(yīng)用于采動(dòng)區(qū)建筑物的附加內(nèi)力計(jì)算，并進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明，可滿(mǎn)足工程精度要求

單樁沉降可靠度的隨機(jī)有限元分析——對(duì)土性分布參數(shù)隨機(jī)場(chǎng)模型和軸對(duì)稱(chēng)隨機(jī)場(chǎng)的離散技術(shù)進(jìn)行了研究，給出了計(jì)算和組集隨機(jī)變量自協(xié)方差矩陣的方法，提出了多維相關(guān)正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生技術(shù)，用neumann隨機(jī)有限元法進(jìn)行單樁沉降的可靠性分析，井計(jì)算了某試樁沉...

應(yīng)用蒙特卡羅隨機(jī)有限元方法,對(duì)大體積混凝土施工過(guò)程溫度場(chǎng)進(jìn)行三維有限元仿真計(jì)算,由計(jì)算所得的隨機(jī)輸出變量(澆筑過(guò)程最高溫度)和隨機(jī)輸入變量的概率靈敏度分析可知,影響澆筑過(guò)程最高溫度的主要因素是絕熱溫升和大氣溫度,并得到施工過(guò)程最高溫度的概率分布函數(shù)。

基于隨機(jī)有限元的隧道襯砌結(jié)構(gòu)可靠性分析 海洪 (沈陽(yáng)建筑大學(xué)土木工程學(xué)院,沈陽(yáng)110168) 　 郭鵬 (石家莊鐵道學(xué)院高專(zhuān)分院,石家莊050043) 王新萬(wàn)明富張兆杰 (遼寧省交通勘測(cè)設(shè)計(jì)院,沈陽(yáng)110005) 　　摘　要　結(jié)合廣州地鐵三號(hào)線(xiàn)大塘站～瀝窖站區(qū)間盾構(gòu)隧道的實(shí)際情況,采用荷載-結(jié) 構(gòu)模式與蒙特卡羅-有限元法,選取不同的隨機(jī)變量統(tǒng)計(jì)特征,進(jìn)行了隧道襯砌結(jié)構(gòu)可靠性分 析,得出了隧道襯砌各截面處的抗壓可靠指標(biāo)與抗裂可靠指標(biāo)。研究結(jié)果表明:拱頂處的軸力 對(duì)上部水壓最為敏感,彎矩對(duì)側(cè)壓力系數(shù)最為敏感,工程的支護(hù)體系能夠滿(mǎn)足目標(biāo)可靠指標(biāo)要 求,具有足夠的安全儲(chǔ)備。 　　關(guān)鍵詞　盾構(gòu)隧道　隨機(jī)有限元　可靠度　數(shù)值模擬 1引言 采用傳統(tǒng)的有限元方法進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)分析時(shí), 材料性能、幾何參數(shù)、邊界條件和荷載等都是確定 的

巖土工程可靠性分析一種隨機(jī)有限元法——針對(duì)巖土工程中邊界位移、載荷和物理參數(shù)的不確定性，提出了一種隨機(jī)有限元模型，通過(guò)綜合考慮這些不確定因素的隨機(jī)性，分析其對(duì)應(yīng)力和位移的影響，導(dǎo)出了相應(yīng)的對(duì)巖土工程數(shù)值分析十分有用的期望和方差公式。

巖土工程可靠性的隨機(jī)有限元分析——對(duì)±性分布參數(shù)隨機(jī)場(chǎng)的建摸，隨機(jī)場(chǎng)的離散技術(shù)和多維相關(guān)隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生方法進(jìn)行了研究，較全面系統(tǒng)地舟紹了直接monte-carlo隨機(jī)有限元、neumann隨機(jī)有限元和二階攝動(dòng)隨機(jī)有限元的理論及程序?qū)嵤?，以及在?shí)際工程中的初步應(yīng)用...

結(jié)合廣州地鐵三號(hào)線(xiàn)大塘站~瀝窖站區(qū)間盾構(gòu)隧道的實(shí)際情況,采用荷載-結(jié)構(gòu)模式與蒙特卡羅-有限元法,選取不同的隨機(jī)變量統(tǒng)計(jì)特征,進(jìn)行了隧道襯砌結(jié)構(gòu)可靠性分析,得出了隧道襯砌各截面處的抗壓可靠指標(biāo)與抗裂可靠指標(biāo)。研究結(jié)果表明:拱頂處的軸力對(duì)上部水壓最為敏感,彎矩對(duì)側(cè)壓力系數(shù)最為敏感,工程的支護(hù)體系能夠滿(mǎn)足目標(biāo)可靠指標(biāo)要求,具有足夠的安全儲(chǔ)備。

投標(biāo)報(bào)價(jià)的科學(xué)決策事關(guān)企業(yè)能否中標(biāo)以及中標(biāo)后項(xiàng)目能否順利實(shí)施。針對(duì)經(jīng)評(píng)審的最低價(jià)法具有隨機(jī)性強(qiáng)的特點(diǎn),采用蒙特卡羅法來(lái)模擬變量因子的隨機(jī)性,對(duì)招標(biāo)最高控制價(jià)的下降幅度進(jìn)行了預(yù)測(cè),提出一種經(jīng)評(píng)審的最低價(jià)法下的投標(biāo)報(bào)價(jià)決策模型。該模型能較好地模擬變量因子的變動(dòng)范圍,為投標(biāo)報(bào)價(jià)提供決策依據(jù)。這在蒙特卡羅法的應(yīng)用上是一種新的嘗試。

基于蒙特卡羅法的加筋土陡坡可靠度分析——介紹了用土工格柵加固陡邊坡設(shè)計(jì)時(shí)的抗滑穩(wěn)定性計(jì)算理論及計(jì)算方法，并將可靠度分析中的蒙特卡羅法運(yùn)用于其中，結(jié)合工程實(shí)例探討加筋陡坡分析中的若干規(guī)律性問(wèn)題，得出一些有益的結(jié)論．

傳統(tǒng)邊坡穩(wěn)定性分析常以安全系數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，然而，安全系數(shù)并未考慮各影響因素的變異性及不確定性，其大小無(wú)法體現(xiàn)邊坡的安全程度?？煽慷确治龇椒▽⒏怕式y(tǒng)計(jì)和可靠度理論引入邊坡工程穩(wěn)定性分析中，考慮了各影響因素不確定性，將設(shè)計(jì)參數(shù)作為隨機(jī)變量，得到可靠度或失效概率作為邊坡安全程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)，不是簡(jiǎn)單給出安全或失穩(wěn)的結(jié)論。以某一邊坡工程為例，基于蒙特卡羅法對(duì)其進(jìn)行可靠度分析，說(shuō)明該方法的合理性及實(shí)用性。

建立了桁架結(jié)構(gòu)的有限元分析模型。采用蒙特卡羅法(monte-carlomethod),分析了輸入隨機(jī)變量對(duì)桁架可靠性的影響。結(jié)果表明:桿件橫截面積對(duì)單元a1軸向應(yīng)力的影響較大,是影響桁架失效概率的主要因素;同時(shí)單元a1的橫截面積對(duì)桁架結(jié)構(gòu)體積的變化起主要作用。

為研究中厚板翻鋼機(jī)在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中溫度的分布及選擇軸承潤(rùn)滑脂,利用ansys軟件,對(duì)翻轉(zhuǎn)過(guò)程懸臂梁及鋼爪瞬態(tài)溫度場(chǎng)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:鋼坯下表面溫度950℃,側(cè)面溫度1120℃,懸壁梁與鋼爪連接處溫度已達(dá)113.83℃,可能造成潤(rùn)滑脂失效。本文結(jié)果對(duì)合理制定懸臂梁及鋼爪冷卻時(shí)間與選擇軸承潤(rùn)滑脂具有指導(dǎo)意義。

施工期溫度作用常常是混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的主要原因之一.對(duì)底板等重點(diǎn)關(guān)注的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了非穩(wěn)定溫度場(chǎng)及溫度徐變應(yīng)力場(chǎng)的研究,考查了溫度徐變應(yīng)力場(chǎng)對(duì)底板結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的影響.底板內(nèi)部和表面較大的溫差使底板產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,對(duì)于有添加劑的混凝土,底板結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力在一定程度上得到改善.

用mcnp4c程序模擬了日本研制的kta-304含硼鋼對(duì)0.025ev、1ev、1kev慢中子衰減吸收性能,并與傳統(tǒng)的sus304鋼進(jìn)行對(duì)比。在充分考慮生產(chǎn)加工條件及材料的防腐蝕性、熱延性等因素下比較得出,硼濃度在1.13%左右的含硼鋼具有較好的慢中子吸收能力,可有效降低次級(jí)γ射線(xiàn)效應(yīng),在達(dá)到輻射防護(hù)要求下可減少材料厚度。計(jì)算了不同含硼濃度下含硼鋼對(duì)不同能量慢中子的衰減系數(shù),為中子屏蔽材料的選擇提供了合理依據(jù)。另外,還考慮了對(duì)中子俘獲過(guò)程中放出γ射線(xiàn)的防護(hù)。

主動(dòng)配電網(wǎng)內(nèi)分布式電源出力波動(dòng)性大、負(fù)荷可調(diào),傳統(tǒng)的確定性模型已不再能準(zhǔn)確地對(duì)其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估.建立主動(dòng)配電網(wǎng)中不確定性因素的模型,采用擬蒙特卡羅(qmc)模擬法抽取sobol確定性低偏差點(diǎn)列,以隨機(jī)潮流計(jì)算為工具,對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)電壓越限情況進(jìn)行模擬.算例表明,相同抽樣次數(shù)下擬蒙特卡羅法的計(jì)算結(jié)果比蒙特卡羅法更接近真解.

單樁承載力可靠度的非線(xiàn)性攝動(dòng)隨機(jī)有限元分析——針對(duì)巖土工程中的duncan-chang非線(xiàn)性本構(gòu)模型，提出了二階非線(xiàn)性攝動(dòng)隨機(jī)有限單元法的計(jì)算方法，編制了相應(yīng)的程序。在分析計(jì)算中，將隨機(jī)土性分布參數(shù)模擬為軸對(duì)稱(chēng)隨機(jī)場(chǎng)，對(duì)隨機(jī)場(chǎng)的選擇方法、隨機(jī)場(chǎng)的局部平均...

通過(guò)建立工字鋼有限元模型,在不同壓下量的條件下對(duì)工字鋼矯直過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真模擬,隨著壓下量的變化,分析矯直后工字鋼殘余應(yīng)力的分布規(guī)律,給出在矯直工字鋼過(guò)程中的應(yīng)力、應(yīng)變分布。該仿真結(jié)果對(duì)確定矯直變形規(guī)律具有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義。

雖然蒙特卡羅方法具有程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,計(jì)算效率與問(wèn)題維數(shù)無(wú)關(guān)的優(yōu)點(diǎn),但工程結(jié)構(gòu)的失效概率往往很小,要獲得精確的結(jié)果就需要大量樣本,因而計(jì)算效率低.針對(duì)這一問(wèn)題,采用halton序列代替?zhèn)坞S機(jī)數(shù)并結(jié)合重要抽樣方法,提出計(jì)算可靠性靈敏度的擬蒙特卡羅法.該方法與傳統(tǒng)蒙特卡羅法相比顯著減少了樣本,提高了計(jì)算效率,并且誤差是確定的.以齒輪為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)接觸疲勞可靠性及可靠性靈敏度進(jìn)行分析,證實(shí)了該方法在計(jì)算效率上的優(yōu)勢(shì).

斷裂力學(xué)已被學(xué)術(shù)界公認(rèn)是一種估算焊接結(jié)構(gòu)件疲勞壽命最有效的解決方法,但在該方法的應(yīng)用過(guò)程中,還存在著一些混亂現(xiàn)象,尤其對(duì)疲勞壽命影響較大的初始裂紋在現(xiàn)有技術(shù)難以檢測(cè)的情況下,不同學(xué)者往往給出不同的假設(shè),造成所評(píng)估的疲勞壽命相差很大。針對(duì)這些狀況,分析并澄清在應(yīng)用斷裂力學(xué)理論進(jìn)行焊接結(jié)構(gòu)件疲勞可靠度估算中,應(yīng)力幅的正確使用及初始裂紋和臨界裂紋對(duì)疲勞壽命的影響,應(yīng)用蒙特卡羅法對(duì)起重機(jī)焊接箱形梁進(jìn)行疲勞可靠度的仿真估算,并通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證,研究確定起重機(jī)焊接箱形梁初始裂紋的均值和標(biāo)準(zhǔn)差,為今后斷裂力學(xué)理論的壽命估算提供可靠的參考依據(jù)。

為了較準(zhǔn)確地評(píng)估火災(zāi)條件下三面受火工字鋼截面的溫度分布,采用非穩(wěn)態(tài)的熱傳導(dǎo)計(jì)算理論對(duì)工字鋼上下翼緣與腹板進(jìn)行分區(qū),分別計(jì)算了鋼構(gòu)件截面各部分的溫度場(chǎng),綜合考慮表面熱阻、背火面的熱損失,較精確地分析出截面各部分溫度場(chǎng)分布。計(jì)算結(jié)果表明:鋼構(gòu)件各部分截面溫度呈極不均勻分布,受標(biāo)準(zhǔn)火60min和120min時(shí),上翼緣比截面平均溫度低約57%和64%;下翼緣比截面平均溫度高約13%和20%;而腹板比截面平均溫度高約88%。鋼結(jié)構(gòu)截面各部分溫差較大將會(huì)引發(fā)較大的溫度應(yīng)力,更高的腹板溫度可能引發(fā)腹板率先破壞,在確定構(gòu)件保護(hù)層厚度時(shí)應(yīng)予充分重視。

為研究剛性懸索加勁鋼桁梁施工過(guò)程中的各種隨機(jī)誤差參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)效應(yīng)的影響,采用ansys程序建立參數(shù)化模型。將大橋施工過(guò)程中的制作安裝誤差參數(shù)定義為隨機(jī)變量,運(yùn)用monte-carlo隨機(jī)有限元法,進(jìn)行東江大橋施工全過(guò)程隨機(jī)有限元分析,研究在隨機(jī)參數(shù)影響下結(jié)構(gòu)響應(yīng)的頻度、均值和標(biāo)準(zhǔn)差,并進(jìn)行參數(shù)敏感性分析。研究結(jié)果表明:受隨機(jī)誤差參數(shù)的影響,結(jié)構(gòu)行為呈現(xiàn)較強(qiáng)的隨機(jī)性,成橋后結(jié)構(gòu)響應(yīng)的均值與其確定性計(jì)算結(jié)果的產(chǎn)生較大偏差,且存在較大的變異性,使得成橋后中支點(diǎn)附近桿件應(yīng)力超過(guò)容許值的概率大增;通過(guò)參數(shù)敏感性分析發(fā)現(xiàn),結(jié)構(gòu)恒載、剛度及橋門(mén)架偏位這三項(xiàng)誤差對(duì)結(jié)構(gòu)桿件應(yīng)力影響較大,是施工中應(yīng)主要控制的誤差參數(shù)。而橫向內(nèi)力調(diào)整誤差對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響也不容忽視。

由于蒙特卡羅(mc)方法具有程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,收斂速度與問(wèn)題維數(shù)無(wú)關(guān)等優(yōu)點(diǎn),故其在結(jié)構(gòu)可靠性分析中得到了廣泛應(yīng)用。但是對(duì)于小失效概率等問(wèn)題,計(jì)算效率低這一主要缺點(diǎn)限制了該方法的應(yīng)用范圍。為了解決mc方法存在的問(wèn)題,通過(guò)引進(jìn)單位超立方體中不同的低偏差點(diǎn)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(diǎn)數(shù)目,還能夠得到確定性的估計(jì)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(guò)數(shù)值算例可以看出本文方法具有較高的計(jì)算精度和效率,因此適用于結(jié)構(gòu)可靠性分析問(wèn)題。