一种基于马尔可夫链模拟样本的自适应重要样本法

在结构可靠性计算中,传统的重要样本法需要给出最大似然点即设计点。对于结构存在多个设计点的系统可靠性问题,重要样本法失去了普遍性,其效率和精度也随之降低。本文提出了一种适合于计算结构的系统可靠性的重要样本法,主要的改进在于根据Metropolis准则,构造马尔可夫链模拟样本,计算模拟样本的均值和标准方差,并结合重要抽样技术,计算结构的系统可靠性。此方法有效的改善了重要样本法在系统可靠性计算中的应用,并获得了较好的效率和精度。

基于马氏链样本模拟的渡槽结构系统可靠度分析

提出了一种适合于渡槽结构系统可靠度计算的重要样本法。该方法根据Metropolis准则构造马尔可夫链模拟样本,通过在失效域中进行预抽样,获得对失效概率的计算贡献较大的重要区域的分布信息,然后利用此信息构造重要样本函数,采用重要样本技术计算结构系统的失效概率。对一典型梁式渡槽进行各种失效模式的分析,建立了相应的功能函数,并就本文算法与已有算法计算得的可靠度进行了比较。结果表明,该方法由于不涉及设计点的概念,解决了应用重要样本法计算系统可靠性时重要样本函数构作的难题,具有较好的效率和精度。

基于模拟退火算法的潜艇结构系统可靠性计算

针对结构系统可靠度计算中重要样本函数选择的困难,提出了应用模拟退火算法的自适应的重要样本法,并根据结构系统可靠性计算的特点,给出了适宜的模拟退火过程的冷却进度表。潜艇耐压结构系统可靠性分析的算例表明,本方法可有效地解决非线性失效方程的工程结构系统可靠度的计算问题。

非线性结构动力学系统的首次穿越

在结构动力学系统的可靠性分析中,动力学系统的首次穿越失效一直是研究重点问题之一。基于重要抽样法基础上研究了非线性结构动力学系统的首次穿越。首先根据Rice公式,得到与非线性系统方程具有相同平均上穿率的等效线性化系统方程,利用此等效方程得到设计点的解析表达式,并用此解析式来构造控制函数,最后将此控制函数运用到非线性系统中,利用重要抽样法估计非线性系统的首穿失效概率。以Duffing振子为例,模拟结果显示了方法的正确性与有效性,与原始蒙特卡罗模拟方法相比较,样本数量、计算所需时间都有明显减小。