浅析概率可靠性模型的优缺点

中国结构设计规范大多采用了概率可靠性模型作为结构设计理论,该模型和其它数学模型一样,都有其优点及缺点;阐述了概率可靠性模型的概念,采用比较法和计算分析的方法对该模型自身进行了研究,分析了其具有的优缺点,并指出了改进的方向.

一种基于椭球凸集的结构非概率可靠性模型

研究了用椭球凸集描述结构不确定参数情况的非概率可靠性问题。构建了一种基于椭球凸集的结构非概率可靠性模型,提出了以结构安全域的体积与基本变量域的体积之比作为结构可靠性度量指标,并证明了所提出的非概率可靠性模型与概率可靠性模型的相容性。在椭球确定区间向量的条件下,揭示了基于凸集和基于区间的非概率可靠性模型之间的函数关系,并通过算例结果表明,区间模型非概率可靠度相对于凸集模型非概率可靠度更保守。

基于强度退化分析的结构非概率动态可靠性模型

在对结构进行可靠性分析时,概率可靠性模型和模糊可靠性模型对于原始数据信息的要求较高。为了充分利用不确定性信息弥补原始数据的不足,将材料的静强度和所受的载荷用区间变量来描述,基于材料的剩余强度退化模型,提出了剩余强度退化的区间模型,建立了结构随载荷作用次数而变化的非概率动态可靠性指标及其失效率的计算方法。通过实例的计算和分析,表明了该方法对结构可靠性分析及其失效率的预测是可行、有效和合理的。

结构非概率集合可靠性模型

针对概率可靠性模型和模糊可靠性模型关于原始数据要求高的局限性,将影响结构可靠性的不确定性信息用区间集合来描述,提出了一种新的结构可靠性分析的非概率集合模型.以建立的结构应力-强度非概率集合干涉模型为基础,用结构安全域的体积与基本区间变量域的总体积之比作为结构非概率集合可靠性的度量。相对于前人的研究结果具有更加明确的意义,并证明了它与概率可靠性度量的相容性.

基于概率-非概率混合可靠性模型的结构优化设计

影响结构优化设计的不确定变量可分为概率变量和非概率变量两种。针对既存在随机变量又存在区间变量的概率-非概率混合结构优化问题,本文提出了一种基于概率-非概率混合可靠性模型的结构优化设计方法。该方法以概率-非概率混合可靠性模型为基础,同时考虑结构的概率和非概率两种不确定因素的影响,通过概率和区间运算给出满足一定约束条件下的最优解。最后通过两个典型算例与基于随机可靠性模型的结构优化设计进行对比。结果显示:在相同不确定信息下,两种可靠性优化设计结果完全相同,表明该方法是有效和实用的。

发动机汽缸壁耐磨性非概率可靠性评估和寿命预测

针对现有的可靠性分析方法的缺陷与不足,将发动机汽缸壁允许的磨损量和其实际的磨损量用区间变量来进行描述,在确定出发动机汽缸壁磨损失效功能函数的基础上,建立起发动机汽缸壁耐磨性非概率集合可靠性的计算模型;利用稳健回归方法对发动机汽缸壁的实际磨损量拟合出相应的预测方程,基于非概率集合可靠性模型,提出了发动机汽缸壁磨损寿命的预测方法。通过对工程实例的分析与计算,表明了所提出方法的可行性和合理性,此方法具有一定的工程应用价值。

混凝土梁中GFRP筋抗拉强度可靠性随半径和扩散系数的变化规律

混凝土梁中GFRP筋抗拉强度值受混凝土聚合物扩散系数、碱性物质浓度、GFRP半径、作用时间等因素的影响,考虑变量因素的不确定性,引入统计独立零均值、单位方差的随机变量,建立了GFRP筋抗拉强度的半概率可靠性预测模型预测GFRP筋抗拉强度。根据试验数据和预测结果对比,半概率可靠性预测模型预测的绝对误差为2.89MPa,相对误差为0.54%,相对于GM(1,1)预测模型和线性拟合方法的精度更高。运用正交变换法计算不同半径和扩散系数的GFRP筋强度可靠性指数,得到相应的结构功能函数和功能函数梯度,通过计算得到混凝土梁中GFRP筋可靠性指数与扩散系数、GFRP筋半径的关系。

结构的概率-非概率混合可靠性模型

将影响结构可靠性分析的不确定性因素用概率和非概率两种方式模拟。并基于结构可靠性分析中的概率可靠性模型和非概率集合可靠性模型,提出一种新的结构可靠性分析的概率-非概率混合模型。该模型首先通过将功能函数进行非概率可靠性分析,然后将标准化区间变量空间所有区域的可靠度进行求和计算,从而给出结构的可靠度。并根据相同的不确定信息,由混合可靠性模型与概率可靠性模型得到的结果是相等的,证明了方法的有效性。最后,通过一个典型结构和一个机翼下壁加筋板与传统概率可靠性模型进行比较,表明该混合模型对于结构的分析和设计更为合理,能够更好地保证结构的安全性。