基于主动学习Kriging模型的改进一次可靠度方法

结构可靠度分析的一次可靠度方法在每一迭代中均涉及迭代点的函数值及梯度值计算,但后续迭代过程不能充分利用前期迭代过程中迭代点的计算结果,因此计算效率有待于进一步提升。考虑到迭代后期迭代点在局部区域内波动,若以已有迭代结果为基础建立代理模型进行迭代后期迭代点的函数值及梯度值计算将有助于改善一次可靠度方法的计算效率。为此,该文在将一次可靠度方法的迭代过程分为全局搜索阶段与局部搜索阶段的基础上,针对两个阶段分别采用不同的计算策略,即全局搜索阶段沿用已有一次可靠度方法的迭代过程,在局部搜索阶段则基于全局搜索阶段的迭代结果建立Kriging模型,并引入可评估Kriging模型在迭代点处精度的学习函数,实现局部搜索阶段迭代点的高效率计算,从而提出了具有更高计算效率的改进一次可靠度方法。数值算例和工程算例的计算结果表明建议方法在保持精度不变的情况下,可显著提高一次可靠度方法的计算效率。

基于计算可视化的土木工程可靠度课程教学方法

随着基于可靠度理论的结构设计方法的快速发展,可靠度理论已经成为土木工程专业学生需要掌握的重要知识。由于可靠度理论较为抽象、常涉及复杂的数值计算,学生常无法完成学习流程,导致学生学习兴趣匮乏,学习效果有待提高。针对上述难点,提出了一种基于计算可视化的教学方法。该教学方法基于EXCEL这一通用工具,可将各种可靠度算法的中间过程和结果进行直观分析和展示,消除可靠度理论学习中涉及的数值分析要求,由此精简学习流程。该方法可帮助学生从复杂的数值计算中解脱出来,将精力聚焦在可靠度分析原理上,方便和快速地理解和掌握相关知识点,并将所学知识灵活应用于自己的研究领域。基于计算可视化的教学方法可大幅提高可靠度课程的学习效率和学习获得感,为土木工程可靠度理论的教学提供一个行之有效的方法。

工程结构可靠度指标计算的混沌搜索方法

基于可靠度指标b的几何涵义提出了一种用混沌搜索工程结构可靠度指标和设计验算点的新方法该方法利用混沌内在的随机性与遍历性进行求解最终获得全局最优算例结果表明该方法简单实用性能良好能够处理基本随机变量的非正态分布和变量之间的相关性是解决非线性功能函数可靠度问题的有效途径

结构可靠度计算的最优化方法及其Matlab实现

Matlab语言基本元素是矩阵,提供了各种矩阵的运算和操作,其中包含结构可靠度计算中常用的各种数值计算方法工具箱,基于这一特点,编制了计算结构可靠度的最优化方法及基于最优化原理的蒙特卡罗法Mat lab程序。采用Matlab语言,使编程效率大大提高,且其语法简便,易于为广大工程技术人员掌握。

基于ANSYS的隧道衬砌可靠度指标程序化计算方法

针对采用蒙特卡洛方法进行隧道衬砌可靠度指标校准工作所面临的工作量大、计算时间长、重复性工作多的问题,基于AutoCAD和ANSYS软件平台进行了二次程序开发,实现了快速建立ANSYS计算模型和批量化计算铁路隧道衬砌可靠度指标的功能,显著提高了工作效率,并在最大程度上减少了人为错误,为隧道衬砌可靠度指标的校准及采用极限状态法进行隧道衬砌设计奠定了良好基础。

土坡稳定Hasofer-Lind可靠度指标的计算方法

工程中较为常用的是Hasofer和Lind提出的不变二阶矩可靠度指标,可采用正交变换法、MonteCarlo法、优化等方法求解β值。使用优化方法求解Hasofer-Lind可靠度指标,避免了相关变量的独立变换以及求极限状态函数对基本变量的偏导数这两个问题。本文明确了Hasofer-Lind可靠度指标的物理意义,提出了Hasofer-Lind可靠度指标在Fortran语言中的优化求解方法,通过与Excel规划求解器计算结果对比,表明本方法计算结果可靠,多变量情况下可靠度指标能够迅速收敛。该方法直接在基本变量空间求解,与已有的利用Fortran语言编制的边坡稳定程序无缝连接,除了可以用于求解边坡稳定分析中c和φ相关问题之外,还可以计算考虑土工参数空间变异情况下的土坡可靠度指标。

可靠度指标优化计算法在岩土工程可靠度研究中的应用

从可靠度分析的JC法基本原理出发 ,结合可靠度指标的几何意义 ,从纯数学的角度探讨了用几何方法计算可靠度指标的可行性。建立了可靠度指标求解的数学模型 ,用Matlab语言编制了通用的计算程序。通过具体工程算例 ,与JC法计算得到的结果进行了对比。并讨论了该方法的优越性。

导管架平台可靠度指标的模糊优化决策方法

通过模糊优化决策确定导管架平台结构系统的可靠度指标。使导管架海洋平台在尺寸、重量、造价等限制条件下 ,体系达到模糊最优可靠性决策。

基于最优化方法的边坡稳定可靠度计算分析

文章基于可靠度原理,结合最优化方法和传递系数法求解边坡可靠度指标最小值的优化问题,采用MATLAB软件编写了边坡可靠度通用计算程序,并以贵州省某边坡为例,对其可靠度指标进行计算,同时通过"安全概率"对该边坡的安全性进行了评价。

结构可靠度指标的最优化方法及MATLAB实现

根据可靠度指标的几何意义,将求解可靠度指标问题转化为求极小值的优化问题,建立了求解可靠度指标β的优化模型。采用Matlab语言编制了通用的计算程序,使得Matlab语言在可靠度计算中得到应用。

基于最大熵原理与最优化方法的隧道衬砌结构可靠度分析

针对隧道衬砌结构参数的随机性、分布的多样性与极限状态功能函数高度非线性的特征,运用最大熵原理对隧道衬砌结构参数进行估计,得到符合实际的参数估计值;然后,根据隧道衬砌结构稳定的极限状态方程,从结构可靠度指标的几何涵义出发,建立其可靠度指标计算的优化数学模型,并运用Microsoft Excel工作表中的规划求解功能得到其可靠度指标。结合工程实际,给出具体算例,且指出提高隧道衬砌结构可靠度的途径。研究结果表明:该方法用于计算工程结构可靠度指标无需将状态函数线性化,不受基本变量维数限制,收敛速度快,计算效率高,且与蒙特卡罗100万次直接抽样法计算结果相比,具有很高的精度,能广泛适用于隧道及地下工程领域的可靠度计算和分析。

大型网络系统可靠度计算新方法

在大型网络系统可靠度的不交最小路集算法基础上，提出大型网络系统可靠度的不交最小路集算法的实现新方法。由于直接采用两节点之间弧表示逻辑运算，编程实现过程直观而简便，根据需要可以提供网络系统的全部最小路集、全部最小割集和系统可靠度，并且采用Fortran 90语言和C++语言编程，为大网络系统的可靠度和不可靠度分析提供了计算模块。

遗传算法在计算机网络可靠度优化计算中的应用

在保证提高网络系统可靠度的基础上,降低网络链路成本是计算机网络可靠度优化计算中的重要目标之一.为此,在计算机网络可靠度优化计算时,考虑了计算机网络链路介质成本、网络可靠度数学模型以及模型求解的算法等因素.阐述了遗传算法及其执行过程,并将遗传算法应用于降低网络链路总成本,提高网络可靠度的优化计算之中.仿真结果表明,遗传算法解决了以往传统算法难以解决的网络可靠度优化计算问题,不但加快了计算速度,而且更有效地提高了优化计算效果,具有较好的操作性.

基于代理模型技术的江海直达船体结构可靠性优化设计

为提高船体结构可靠性优化设计这类多参数、高维度、高非线性优化问题的效率,弥补传统船体结构确定性优化设计对影响结构安全不确定性因素考虑的欠缺,本文以一艘江海直达船为研究对象,采用BP(Back Propagation)神经网络代理模型技术,结合SMOTE(Synthetic Minority Oversampling Technique)过采样算法增加极限状态失效面附近样本点数量,实现以较少的样本点获得较高精度的船体舱段结构极限状态代理模型,进而利用蒙特卡洛抽样模拟方法编制船体结构可靠度计算程序,在结构可靠性分析的基础上以降低船体舱段结构重量为目标,采用模拟退火优化算法开展船体结构可靠性优化设计。本文建立了一套完整有效的、基于代理模型技术的船体结构可靠性优化设计系统,有效提高了优化设计的效率,对江海直达船体结构可靠性优化设计具有指导意义。

结构体系可靠度的近似计算方法

以条件概率和数值分析方法为基础,提出了一种新的结构体系可靠度点值估算方法,并通过算例说明了该法的应用。分析结果表明,本文建议的方法计算简单,便于实际应用。由于较好地考虑了失效机构间线性相关性对结构体系可靠度的影响,本文建议的方法可得到令人满意的分析结果。

基于Matlab优化工具箱的工程结构可靠度计算

将服从任意概率分布的随机变量Xi映射为标准正态随机变量Yi。从正态空间中可靠度指标β的几何意义出发,建立了求解可靠度指标β的优化模型。利用Matlab的强大优化功能求解该模型,得到可靠度指标β及验算点Y ,并讨论了该模型解的存在条件。最后给出了算例及结果比较。

N:K系统可靠度及备件量的仿真计算方法

采用基于排队网络的仿真模型来描述(m)交叉储备系统，并给出了系统可靠度及备件最优储备量的仿真计算方法。本文的方法能适用于具有多个维修台的非马尔科夫型(m)交叉储备系统。各种算例检验了本文方法的适用性。文末用解析的方法和本文的方法计算了马尔科夫型(m)系统的可靠度及备件最优储备量，二者符合的很好。

管片衬砌结构可靠度分析的优化方法

从结构可靠度指标的几何意义出发,推导了管片衬砌结构可靠度指标计算的优化模型,在此基础上研制了基于复形优化思想的数值计算程序。算例表明,管片衬砌结构可靠度指标优化模型无需功能函数对变量求偏导数,将当量标准正态变量在验算点上的值用原始变量统计特征值和验算点的坐标来表示,就避免了每次迭代时要进行R-F变换,提高了计算效率,且精度较高。该优化模型对功能函数非线性程度高、隐式表示的管片衬砌结构可靠度分析比较适用,为地下结构可靠度分析提供了一种新的选择。

基于改进PSO的可靠性稳健优化计算方法

基于现代设计方法和可靠性设计理论,建立了多目标约束优化数学模型,根据动态加速常数和速度自适应的改进粒子群算法(PSO),用编写的程序代码实现了数学模型的数值化求解。同时研究了加速常数和粒子速度的变化对优化计算结果的影响规律。算例表明,提出的可靠性稳健优化计算方法与传统方法相比,具有简便易行、能迅速得到结构可靠性稳健优化设计信息的优点,适合工程应用。

基于证据推理的可靠度近似计算方法

提出了一种基于证据推理的可靠度近似计算方法。定义结构失效的命题为F,通过证据推理求出F的信度Bel(F)和似真度pl(F),Bel(F)和pl(F)的均值可作为失效概率的近似值。研究了该方法的数值计算方法,给出了具体的计算步骤,并分析了影响计算精度与计算效率的关键因素。研究表明:随机变量分布区间的等分数k越大则失效概率的计算精度越高;而随机变量个数n和k越大,计算效率则越低。开发了用该方法计算可靠度的专用程序,并通过应用实例验证了该方法的正确性和有效性。