基于IMA-SVM的斜拉桥索力可靠度计算模型

针对大跨度斜拉桥结构可靠度分析时计算量大、计算效率低等问题,提出了一种基于改进蜉蝣算法与支持向量机(IMA-SVM)的可靠度计算模型。采用Logistic混沌映射初始化策略、非线性递减重力系数和子代高斯变异操作对标准蜉蝣算法进行改进,引入基准测试函数对比了单一策略和混合策略改进下蜉蝣算法的寻优性能,并将其用于求解支持向量机的最优参数和结构隐式功能函数的极值。研究结果表明,采用混合策略改进的蜉蝣算法收敛速度和精度得到大幅提升;IMA-SVM在测试集中的最大拟合误差仅为1.53%;IMA对大跨度斜拉桥索力可靠度隐式功能函数的求解效率较高,得到索力可靠度最小值为3.831,验证了上述算法对实际工程的适用性。

超高层建筑复合桩基承载力可靠度仿真分析

为提高超高层建筑的安全性,提出一种超高层建筑复合桩基承载力可靠度仿真分析方法。建立函数关系式,分别计算柔性桩和刚性桩的极限承载力,分析桩侧摩擦力、桩端阻力以及桩长变化参数对承载力的影响;考虑超高层建筑安全系数和土层性质,利用恒载、活载指标评估复合桩基的荷载效应,建立随机变量计算模型获得不同可靠度指标的标准差,在融合各参数指标下完成对复合桩基承载力可靠度的最终计算。经仿真证明,所提计算方法得到的计算值与实际测量值非常接近,说明该方法的分析结果准确度较高,具有一定的应用价值。

考虑套筒灌浆随机缺陷的装配式剪力墙结构可靠度评估

在装配整体式剪力墙结构中,由于套筒灌浆连接的质量具有一定的随机性,势必影响结构的竖向连接性能和结构抗震性能。根据不同缺陷程度的套筒灌浆拉拔试验,建立了一套等效套筒灌浆缺陷连接承载力模型,并基于某实际工程结构,建立了装配整体式剪力墙结构有限元模型。通过考虑灌浆缺陷的随机性,赋予连接接头相应缺陷程度的力学连接性能,来反映套筒灌浆中可能存在的缺陷。通过非线性有限元分析并结合概率密度演化方法(probability density evolution method,PDEM)进行了结构随机非线性反应分析和可靠度评估。结果表明:在动力作用下,结构非线性与随机性具有明显的耦合效应;缺陷的随机性会随着时间的推移,逐渐放大对结构响应的影响;在不同的安全域内,结构的整体可靠度将存在较大的差异。

基于计算可靠度的在役RC结构构件的安全性评定

对考虑抗力衰减以及后续服役基准期不同的RC结构构件的可靠指标进行计算,通过研究计算得到的可靠指标与其安全等级之间的关系,给出了安全等级评定时的计算可靠指标标准;通过具体工程实例,运用JC法和改进一次二阶矩法,结合MATLAB优化工具箱计算在役RC结构构件的可靠指标。对照给出的安全等级标准,得出构件的鉴定安全等级,实现了RC结构构件安全性评定的定量描述。

机械系统相关性可靠度计算的Copula新理论

从零件失效相关结构角度,提出机械系统相关性可靠度计算研究的新理论方法。既给出了系统可靠度静态和动态的Copula计算模型,该模型用多重差分运算替代了传统可靠度计算的多重积分运算,简化了计算;同时,又解决了相关性强弱程度的确定问题,保证了精度。Copula理论验证了可靠度随相关参数动态变化的界限连续性,并给出相关程度参数的估计方法。最后,通过车辆抗侧滚刚度系统的实例计算,说明该理论方法的可行性、有效性。

多模式失效的机械零件可靠度计算新理论

解决了长期未能解决的机械零件多模式相关的可靠度定量计算难题,提出了多模失效的机械零件可靠度值在独立假设理论计算值和薄弱环节理论计算值之间,而且是一个连续过程,随主次失效模式相关系数ρ12呈线性变化,给出了可靠度计算数学模型,并采用O.Ditlevsen理论给出了科学严谨的理论证明,同时给出了传动轴可靠度算例。

基于土质边坡塑性极限分析条分法的可靠度计算方法研究

从土塑性极限分析上限定理出发,以土质边坡塑性极限分析条分法为基础,在引入可靠性分析方法(JC法)后,建立了土质边坡塑性极限分析条分法可靠度极限状态方程,并推导得到了塑性极限分析条分法可靠度计算公式。这种方法实现了定值计算向不确定性计算的转变,同时可靠度指标β的计算结果具有概率的意义。

基于Copula函数的失效相关构件可靠度计算

相关性可靠度的计算是可靠性工程的重点和难点。利用刻画相关性最有力的工具Copula函数,给出关于失效相关构件可靠度计算的新方法(Copula-Reliability算法),验证多模式失效的机械零件可靠度值是介于独立假设理论计算值和薄弱环节理论计算值之间的一个连续变化过程,克服Dietlevsen窄界、主次失效模式、独立性假设等方法的局限性。该方法不需要确定n种失效模式的联合密度函数,且用n重差分运算代替n重积分运算,简化了计算。通过实例与别的方法进行比较,说明方法的有效性、精确性。

应力-强度相关性干涉的静态和动态可靠度计算模型

为解决机械零件可靠度计算中的应力-强度相关性干涉问题,根据两者负相关结构,运用Copula函数的相关性理论,建立了静态和动态应力-强度相关性干涉模型.根据综合应力和综合强度各构建分量之间的正相关性,给出了确定其分布的算法和估计相关程度参数的方法.分析了相关程度参数的变化对相关性模型中Copula函数的影响.结果表明,机械零件的可靠度随相关程度参数动态连续变化,下界与应力-强度完全负相关对应,上界与应力-强度独立对应.在算例条件下,传统独立模型比静态应力-强度相关性干涉模型计算的可靠度偏高2.18%.

基于随机有限元—一次二阶矩法的汽轮机叶片可靠度计算

针对汽轮机叶片在工作中诸多参数的不确定性,通过建立叶片的力学模型,将随机有限元和一次二阶矩法相结合,对其进行了可靠度计算,并将随机有限元法的计算结果与解析法和 Monte Carlo 法进行了比较,证明了随机有限元法的正确性。对叶片的可靠度分析表明:当不能用解析法得到载荷响应,且载荷响应的概率密度函数无法得到时,采用随机有限元— 一次二阶矩法对结构进行可靠性分析是一种便捷方法。

基于支持向量回归的响应面可靠度计算

针对可靠度计算问题中极限状态函数比较复杂或为隐式的情况,提出了一种基于支持向量回归的响应面可靠度计算方法。该方法通过支持向量回归来拟合极限状态函数,所得函数偏导数计算简单,便于进一步采用常规的一次或二次可靠度方法进行求解。该方法首先用拉丁超立方抽样方法产生训练所需样本,通过支持向量回归构造极限状态函数的替代函数,然后用可靠度计算中比较常用的梯度优化法计算其可靠指标或失效概率。算例结果证明了该方法的可靠性和有效性。

混凝土重力坝边界元可靠度计算

采用对基本随机变量求偏导数的方法建立随机边界积分方程 ,并具体应用于混凝土重力坝 ,考虑了坝体材料参数、上游水位和坝基面抗剪断摩擦系数等随机因素。算例分析表明 ,本文的随机边界元法对诸如混凝土重力坝的大体积建筑物的可靠度分析具有输入数据少 。

基于单调关联系统的驾驶行为可靠度计算方法

为合理评估驾驶员驾驶行为的可靠性,提出了驾驶行为可靠度计算方法,将人机系统可靠性理论与驾驶行为链相结合,构建了基于感知、判断、操作元件及模块组的驾驶行为可靠性框图,确定了单项器官元件可靠度测试与计算方法,运用单调关联系统理论给出了功能模块可靠度及驾驶行为系统可靠度的量化模型,计算了模型中各生理、心理元件概率重要度,分析了其对驾驶行为的影响度。计算结果表明:事故组与非事故组间行为可靠性存在明显差异,非事故组的可靠性整体大于事故组,但整体可靠性呈下降趋势,事故组驾驶员整体操作稳定性较差;生理因素对驾驶行为可靠度影响度前期较大后期较小,而心理因素则相反。

深埋隧道素混凝土衬砌可靠度计算模型研究

采用拉丁超立方抽样技术,研究了围岩压力及结构自重作用下基于荷载—结构模型的素混凝土衬砌可靠度计算模型、作用效应及结构抗力的分布类型和统计特征。隧道衬砌的功能函数可归纳为作用效应和结构抗力两个综合随机变量。研究结果表明,作用效应和结构抗力的概率分布类型直接影响到衬砌可靠度指标计算方法和计算结果的合理性。根据经验判断,隧道素混凝土衬砌的作用效应的概率分布类型为正态分布,结构抗力的概率分布类型可能是正态分布,也可能是对数正态分布。隧道衬砌可靠度指标计算时需要严格判断各截面的抗力分布类型。

基于自适应步长参数的快速一次可靠度计算方法

为能够快速搜索到极限状态函数的设计点以实现快速一次可靠度计算方法,在已有的基于迭代算法(HLRF)的设计点搜索方法的基础上,借助不精确一维搜索Shi-Shen准则,提出了基于自适应步长参数的一次可靠度计算方法(aHLRF).相比传统的方法,aHLRF不仅具有收敛保证,而且还能利用已有迭代信息自适应地选取算法参数.从计算效率、鲁棒性等方面对aHLRF进行了探讨和算例对比.结果显示:新方法可极大地提高一次可靠度的计算效率,尤其在设计点附近非线性强的情况下优势更为明显.

基于支持向量回归的迭代序列响应面可靠度计算方法

在基于支持向量回归的响应面可靠度计算方法基础上,采用试验设计中设计试验点的方法生成样本点,构造训练集,并对可靠度计算的迭代序列响应面方法进行改进。计算结果表明,与采用拉丁超立方抽样和常规梯度优化法求解的基于支持向量回归响应面方法相比,文中方法所需样本更少、收敛更快、结果更理想。

陶粒混凝土局部抗压承载力的计算及其可靠度分析

为研究陶粒混凝土局部抗压承载力的计算,进行了74个陶粒混凝土试件的局部抗压承载力试验,分析了陶粒混凝土试件的局部抗压破坏特征。在试验研究的基础上,提出了陶粒混凝土局部抗压承载力计算公式的模型。应用结构可靠度分析的一次二阶矩法,对公式模型进行了可靠度分析,并按照《统一标准》的要求,确定了公式中的待定参数ω的值。最后对影响可靠指标的因素进行了探讨,分析了各因素对可靠指标的影响程度。建议的公式和可靠度分析结果,可供工程实践参考。

基于机器视觉的通信网络数据可靠度计算方法

传统通信网络数据可靠度计算方法存在分组丢失率、封包投递率与标准数据相差较大的问题,为此,提出了基于机器视觉的通信网络数据可靠度计算方法。根据机器视觉通信原理构建了通信网络数据可靠度数学模型,评估通信网络数据的可靠度,评估过程中构建通信网络数据可靠度评估模型,采用了蒙特卡罗技术将评估模型和可靠度数学模型相结合,计算通信网络数据通信链路的成功传输率,获得了通信网络数据传输路径分布和时间分布。实验结果表明,提出的基于机器视觉的通信网络数据可靠度计算方法优于传统方法,分组丢失率和封包投递率更接近于标准数据,吻合度更高,具有更高的有效性。

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。

基于灌装时间随机误差的灌装精度概率模型与可靠度计算模型

描述了灌装时间与灌装精度的关系 ,针对实际存在的各种随机变量对灌装时间的影响 ,建立了控制液位定量长管式灌装机的灌装时间的概率计算模型。提出基于灌装时间随机误差的灌装精度及其可靠度概念 ,并相应建立出灌装精度概率模型与灌装精度可靠度计算模型。