随机样本数据的概率表征方法

本文通过算例分析了参数概率表征方法的适用性和有效性.对于非参数概率密度估计,介绍了几种拟合变量概率密度函数的方法,通过算例对比了不同方法的拟合效果.

改进的区间截断法及基于区间分析的非概率可靠性分析方法

从工程应用的角度出发 ,提出了用区间表示参数的不确定性时 ,线性系统的非概率可靠度指标 ,此可靠度指标在试验数据较少时比概率可靠度指标更合理 ;另外本文还提出了计算响应参量变化范围的区间截断法 ,研究了截断参数 t的选取范围 ,算例分析表明 ,当 t取为所有输入参数的最大相对变化量时 ,由区间截断法算得的结果近似等于精确解 ,而随着 t的增大 ,区间截断法的解逐渐平稳地趋近于由区间算术运算所求得的直接解。

弹性连杆机构广义刚度可靠性分析的数值模拟法

首先对响应面法进行了改进并应用于弹性连杆机构刚度可靠性分析,以迭代的格式和选择最优插值点的响应面法确定弹性连杆机构刚度可靠性分析的极限状态函数,编制了相应的有限元程序。然后在考虑安全、失效状态模糊性的基础上建立了弹性连杆机构的广义可靠性分析模型;提出了以重要抽样法与描述性抽样法相结合来求解弹性连杆机构广义失效概率的方法,此方法可以大量减少抽样时间,并且可以大大提高抽样效率,从而加快结果的收敛速度。

基于加权线性响应面法的神经网络可靠性分析方法

在加权线性响应面法的基础上,提出隐式极限状态方程可靠性分析的神经网络方法。加权线性响应面法不仅形式简单、易于实现,而且可以很好的近似极限状态方程的设计点,但它却不能适应非线性极限状态方程的失效概率计算。神经网络对非线性极限状态方程有很强的近似能力,但神经网络的迭代不如加权线性响应面法那么简单易行,因此提出加权线性响应面与神经网络相结合的可靠性分析方法,这种方法既保证对设计点的精确近似,也保证对设计点附近的非线性极限状态方程的很好近似。与加权线性响应面法相比,本方法计算失效概率的计算工作量有所增加,但对非线性极限状态的计算精度却大大提高。算例充分显示所提算法的合理性和可行性。

基于模糊分布参数的元件和结构系统的可靠性度量指标分析

在元件强度和外载的分布参数未知的情况下，本文提出利用已有试验和专家经验采用模糊数对这些未知参数进行定量描述，并给出基于可靠度指标和基于失效概率的两种元件的可靠性度量指标估计方法。比较这两种指标的结果表明，对于正态型的分布和隶属函数，基于失效概率的元件可靠性度量指标更能反映参数模糊性对元件的安全程度的影响。本文提出的方法还可以推广应用于结构系统，从而给出结构系统诸分布参数为模糊数时的可靠性度量指标估计方法。

模糊随机可靠性分析的统一模型

针对基本变量和状态变量的不确定性可能既有随机性又有模糊性的情况,通过引入规一化因子和模糊变量隶属函数的等效概率密度函数转换,建立了同时考虑随机和模糊两种不确定性因素的统一可靠性模型.由于该模型将模糊变量等价转换成了随机变量,并且这种等价变换没有改变模糊变量的可能性分布,因而随机可靠性模型的所有方法均可用于统一模型,并且其可靠度和失效概率的计算将是准确的.所提模型不仅适用于只有应力和强度两个基本变量的情况,而且也适用于多个变量的情况.用算例对所提模型与前人的采用截集并在截集中引入人为分布的模型进行了对比,结果表明该方法更适于工程应用.

机械可靠性分析的高精度响应面法

通过对已有可靠性分析中的响应面法的研究,提出了一种高精度的响应面法,该方法通过迭代线性插值的策略,来保证确定响应面的抽样点比经典的响应面法更接近真实的极限状态方程,并且该方法通过序列线性插值的方法来控制抽样点与插值中心点的距离,保证随着插值中心点收敛于真实设计点,抽样点提供更多的关于设计点附近真实极限状态方程的信息,进而保证了收敛的响应面能够在设计点附近更好地拟合真实的极限状态方程,并得到高精度的失效概率计算结果.算例充分说明了所提方法的合理性与适用性.

机械结构系统模糊可靠性分析的数字计算方法

基于模糊可靠性问题向随机可靠性问题的数学转换,提出了应力和强度均为模糊变量时机械结构模糊可靠性分析的数字计算模型,在该模型中与截集水平对应的模糊应力和模糊强度首先被转化为普通的区间,然后在该普通区间上引入合适的概率分布,即可采用随机可靠性模型得到与截集水平对应的模糊失效概率,以此模糊失效概率为被积函数,以模糊应力的截集水平和模糊强度的截集水平为两个积分变量进行二重积分,并以0和1作为两个截集水平的积分限,即可得到机械结构系统的模糊失效概率。在所提方法的基础上,还提出了同时考虑基本变量模糊性和失效/安全域模糊性的失效概率计算公式。所提方法与模糊线性回归相结合,可用于计算具有多个基本模糊变量的机械结构系统的模糊失效概率。

结构可靠性问题研究的若干进展

主要介绍了结构可靠性研究的三种模型：随机模型、模糊模型及非概率模型的发展现状，重点综述了开展非概率模型研究的重大意义，以及非概率可靠性模型与另外两种模型的关系，并简述了结构可靠性研究的发展趋势．

多模式自适应重要抽样法及其应用

针对多模式的可靠性分析,研究了其失效概率计算的自适应重要抽样法,该方法用模拟退火算法来自动调整每个失效模式的重要抽样函数,使其逐渐趋近于估计方差最小的重要抽样函数．对于多个模式系统失效概率的计算,采用混合加权自适应重要抽样的方法,反映了每个失效模式对系统失效概率的贡献；对于系统失效模式所含基本变量不全相同的情况,提出了扩展自适应重要抽样法,来统一所有失效模式中的基本变量,从而使得混合自适应重要抽样,可以方便地求解变量不全相同时的系统失效概率．对估计值方差和变异系数的计算公式进行了推导．验证算例结果,充分说明方法的合理性与可行性．

多模式广义失效概率计算的数值模拟法及其工程应用

提出了安全与失效状态含有模糊信息时，广义失效概率计算的数值模拟，及相应的方差估算，并提出了对应的数值积分方法．当状态变量服从正态分布，且其对模糊安全域的隶属函数为正态型时，单个模式的广义失效概率具有精确解．首先利用这种特殊情况检验了所提数值模拟的精度，结果表明对于数值模拟法，随抽样次数的增加，估计值逐渐收敛于真实值．然后利用扩展原理和概率定理，提出两个及两个以上失效模式数广义失效概率的数值模拟计算方法以及相应的数值积分方法．对于工程结构问题，一般在删除次要失效模式之后，主要失效模式的数目不会太多，因此用该数值模拟与数值积分法可以得到精度较高的解．工程算例结果证明了此结论．另外还对所提的两种方法的适用范围做了讨论．

基于神经网络的可靠性分析新方法

对于大部分工程可靠性分析中的隐式极限状态方程,建立一种基于样本筛选的神经网络可靠性分析方法。该方法利用具有强大的非线性映射能力的神经网络,来近似隐式极限状态方程中的输入变量与输出变量的关系,从而使得隐式可靠性分析转化为显示可靠性分析问题,大大减少了计算失效概率的工作量。与已有的神经网络可靠性分析方法相比,所提方法选择近似极限状态方程而不是近似极限状态函数的策略,并通过筛选训练样本实现这一策略,从而提高可靠性分析的精度,算例结果充分显示所提方法的优越性。

考虑随机模糊性时结构广义可靠度计算方法

在元件强度外载既具有随机性又具有模糊性而元件的状态具有确定性的分界线时，元件的可靠度和失效概率可以表示成条件概率，这样就可以在考虑设计人员的经验的情况下降低元件的失效概率，算例结果证明了此结论；文中的另一个内容是给出了元件和结构的状态不存在明确界线时可靠度和失效概率的计算方法，从而更客观地反映结构的安全程度．

工程结构振动可靠性分析方法初探

从工程上常用的振动设计准则出发,定义了振动问题的破坏模式,给出了以结构自振频率和外载频率为基本随机变量的安全边界方程。从单自由度振动的可靠性分析推至多自由度振动的可靠性分析。对于具有多个破坏模式的振动系统,给出了一个有效的删除次要模式的工程准则。文中还讨论了一些设计参数对结构可靠性的影响。

重要抽样法在工程可靠性分析问题中的应用

数值模拟法由于其通用性及精确性而成为结构可靠性学科中的重要分支。本文着重对数值模拟法中重要抽样法的工程应用进行分析，给出两个工程实例，然后就重要抽样法对这些工程问题的适用性与其他方法进行了对比，说明重要抽样法的优越性；最后对重要抽样法中存在的问题进行讨论，指出进一步的研究方向。

金属材料细观韧性断裂的随机模糊分析

本文在４种材料３０ＣｒＭｎＳｉＡ，４０ＣｒＮｉＭｏＡ，４５钢和２０钢宏观与细观试验结果的基础上，对韧性细观断裂的随机性和模糊性进行了研究。以基于孤立空洞长大模型基础上的临界空穴扩展比模型为例，指出细观空穴形核半径和临界半径可以用对数正态分布描述，其它模型参量可以用正态分布描述。具体分析了这４种材料在不同应力状态和应变水平下的断裂特征，结果表明，考虑参数的随机性，即采用概率断裂力学方法，所得结果比传统的确定性断裂模型接近实验结果。文中进一步讨论了断裂状态的模糊性，提出了考虑断裂状态随机模糊失效慨率的计算模型，算例分析表明，断裂状态的模糊性是事物的本质特性，基于专家经验基础上的模糊断裂分析方法能较全面描述材料及试样的断裂问题。本文建立的方法也适用于其它断裂模型的分析．

粉末冶金涡轮盘寿命稳健性分析与设计

基于限界不确定性原理和方法,对粉末冶金涡轮盘寿命进行稳健性分析与设计。首先,系统给出了分析方法:结合区间有限元方法,给出了在给定参数限界不确定性时,FGH95材料粉末冶金盘寿命的限界(上下限)。其次,分析了在满足粉末冶金盘设计寿命(以4 000周次为例)时,各随机变量所要求的限界(偏差)范围和组合取值范围。此方法克服了经典可靠性理论对随机变量分布要求的严格性,适于工程应用,为盘的质量控制提供明确的指导和依据。

重要抽样法误差的计算分析

用大量算例对重要抽样法计算结构失效概率的误差进行了计算分析，给出了误差分布的直方图，并研究了其特性。结果表明，重要抽样法的误差是一种随机误差，可用正态分布来很好描述。通过对计算结果的分析，得到了相对误差ε与抽样次数Ｎ之间的近似关系式，同时也对计算结果的变异系数ＣＯＶ与ε的关系进行了研究，为工程结构失效概率的模拟计算提供了一个保证精度的初步停机准则。

结构刚度可靠性分析方法

提出了结构刚度可靠性的分析方法，引入了刚度可靠性分析中相对重要度的概念，建立了以相对重要度来确定主要变量的准则。同时对极限状态方程的形式以及确定极限状态方程的插值点的选择进行了研究，形成了一般工程设计情况下和特殊情况下结构刚度可靠性分析的通用方法。并且这种方法可以推广到结构强度的可靠性分析中。

韧脆转变的一种细观随机模糊统计分析

对不同温度和应力状态下40Cr材料进行大子样宏观试验和细观观测,提出了一种新的材料断裂韧脆转变统计随机模糊模型· 该模型认为,在统计意义上,材料的韧性断裂为空穴机制,临界空穴扩张比参数可以作为韧性断裂的判据;材料的脆性断裂可以用内嵌币状裂纹的脆性断裂模型来模拟,为此测量断裂特征长度,提出并具体计算了控制币状裂纹失稳扩张的细观临界应力强度因子;在韧脆转变区域内,这两种机理并存并相互竞争,为此提出了模糊准则· 对模型参数进行了测量和统计分析,给出分布规律,给出了计算断裂特征的概率模型· 计算了韧脆转变区域内的细观机制变化和宏观响应· 结果表明。