基于蒙特卡洛有限元法的再生混凝土均质化分析

再生混凝土(RAC)是一种多相非均质材料,再生骨料的随机性对其弹性性质有着显著地影响。结合蒙特卡洛有限元法,可根据均质化方法从代表体元中计算得到有效弹性模量的概率分布特征。大量的数值试验结果表明,不同取代率的再生混凝土等效弹性模量有着明显的变化规律,且近似服从一定的概率分布。

基于共轭梯度法的蒙特卡洛随机有限元方法

将共轭梯度法引入蒙特卡洛随机有限元法,建立基于多项式预处理共轭梯度法的蒙特卡洛随机有限元方法。求解某一特征样本,对于其余样本,采用把特征样本作为预处理阵的多项式预处理共轭梯度法。将该方法与基于Neumann法的随机有限元方法作比较,从理论上证明了Neumann法是基于多项式预处理共轭梯度随机有限元方法的一个退化算法。最后算例比较也验证了该方法有更高的求解效率。

管线随机有限元的抗震可靠性研究

基于动力分析的摄动有限元法及管线可靠度分析模型 ,建立管线的动态随机有限元方程 ,分析了管线质量随机性和几何特征随机性 ,得出了在Elcentro地震波的激励下 ,管线结构的动力响应及具有非穿透性裂纹的抗震可靠度 ;并与Monte Carlo有限元法进行计算比较 。

随机有限元法在砖石古建数值模拟中的应用

砖石古建确定性有限元数值模拟中材料参数取值较难,并且分析结果只能定性地反映结构响应的分布规律。针对这些局限性,把计算中涉及到一些材料参数视为服从某种概率分布形式的随机输入变量,采用基于拉丁超立方抽样的蒙特卡洛随机有限元法的基本原理,运用有限元软件ANSYS中的概率设计模块(PDS),以开封市延庆观玉皇阁为例进行了随机有限元分析,得到了相应随机输出变量的统计特征,并详细探讨了随机输入变量和结构的应力分布规律以及随机输出变量间的关系。结果表明,该方法能更合理、更清楚地反映结构在某一工况下的力学性能,其为砖石古建的数值模拟提供了一种新分析思路。

随机有限元法在砌体结构古建筑数值分析中的应用

砌体结构古建筑确定性有限元数值模拟中材料参数取值较难,并且分析结果只能定性地反映结构响应的分布规律。针对这些局限性,把计算中涉及到的一些材料参数视为服从某种概率分布形式的随机输入变量,采用基于拉丁超立方抽样的蒙特卡洛随机有限元法的基本原理,运用有限元软件ANSYS中的概率设计模块(PDS)以开封市延庆观玉皇阁为例进行了随机有限元分析,得到相应随机输出变量的统计特征,并详细探讨了随机输入变量和结构的应力分布规律以及随机输出变量间的关系。结果表明,该方法能更合理地反映结构在某一工况下的力学性能,为砌体结构古建筑的数值分析提供一种新的思路。

基于荷载-结构模型的隧道衬砌结构可靠性设计与研究

文章以秦东黄土铁路隧道为工程背景,以"荷载-结构"模型和蒙特卡罗有限元为基础,结合围岩相关参数的数理统计特征值,并应用统计学知识对其隧道结构稳定性进行了研究分析;通过10万次的结构计算,对其进行了假设检验,建立了隧道衬砌结构可靠性设计的计算模型,得出了大断面黄土隧道结构轴力的统计特征和分布类型,从而提出了可用于隧道衬砌结构可靠性设计的计算手段。研究结果对今后结构可靠性理论在隧道衬砌结构可靠性设计的实际应用方面有重要的理论指导意义。

两相复合介质等效介电常数的二维模拟计算

采用蒙特卡洛有限元法,在二维正方形格子上模拟计算了两相复合介质的等效介电常数,并用对数混合方程、Wakino方程、Maxwell-wagner方程和通用有效介质方程(GEM)对模拟数据进行了拟合.结果表明:GEM方程中的拟合参数t和A随介电常数比的增大而增大;在全浓度范围内,GEM方程的拟合效果显著优于其他方程.

考虑预应力随机性的点支幕墙索桁架可靠性分析

运用蒙特卡洛有限元法,考虑预应力的随机性,分析并计算了点支幕墙预应力索桁架支承体系的挠度最大值的统计特征值,得到其失效概率。进而对索桁架的预应力控制进行探讨。

井架机构化失效的结构系统的可靠性分析

针对石油钻机井架这种高度静不定空间框架或桁架结构 ,提出用蒙特卡洛—有限元法求解构件可靠度、用限界预处理及概率网络估算技术计算井架结构系统失效概率的计算方法。算例计算结果与现场实际情况一致 。

隧道衬砌抗弯承载能力概率劣化模型

提出同时考虑时间效应与参数不确定性的隧道衬砌可靠度分析框架.考虑衬砌受环境侵蚀引起的钢筋截面面积减少以及钢筋-混凝土黏结力下降,得到其抗弯承载能力时变模型.考虑模型中参数不确定性,建立时变概率模型.采用蒙特卡洛模拟(MCS)方法对理论模型的准确性以及计算效率进行验证.分析模拟结果,对抗弯承载能力的分布进行讨论.通过有限元分析,使用反转应力荷载释放法得到可靠度分析的荷载模型.采用当量正态化(JC)法,构建隧道衬砌抗弯承载能力劣化可靠度分析框架.通过算例对地下水氯离子侵蚀下衬砌抗弯承载能力的时变概率特征进行研究.结果表明,随时间增长抗弯承载力的均值和标准差均减小;当初始计算变量同时存在正态变量与对数正态变量时,抗弯承载力计算结果更服从对数正态分布;衬砌负弯矩区域可靠度远高于正弯矩区域.