固体推进剂药柱结构分析的非概率凸集合理论模型

为了研究不确定性能参数对固体推进剂药柱结构分析的影响 ,将非概率凸集合理论模型和粘弹性有限元相结合 ,以增量法处理遗传积分 ,利用摄动法预测其响应量区间 ,发展了一种适合药柱特点的不确定性方法。将其和随机结构分析进行对比 ,表明两种方法之间有一定的联系。

结构静力位移的非概率凸集合理论模型的摄动数值算法

将非概率凸集合理论模型与有限元摄动理论相结合，提出求解有界不确定参数结构静力位移所在集合上下界的摄动数值算法．由于不需计算导数，故所提出的方法不仅可以拓广非概率凸集合理论模型的适用范围，而已可以提高计算效率．数值算例说明所提出的方法在分析有界不确定参数结构静力位移的有效性.

岩体地下结构围岩稳定非概率可靠性的凸集合模型分析方法

在岩体地下结构围岩稳定可靠性分析中,由于岩体的物理力学参数本身的特点,通常只能在岩体分类的基础上给出其变化的区间,要得到其概率密度分布函数和隶属函数是非常困难的。采用传统的统计概率和模糊概率模型得出的概率结论只具有理论上的意义。针对岩体地下结构围岩的特点,引进非概率的可靠性分析方法,采用凸集合模型描述基本参数的不确定性,将结构功能函数转化为仿射函数,对于给出了设计安全域的地下结构,利用仿射函数在凸集合域上求得响应输出区间,通过比较设计安全域和响应区间,确定其可靠性;对于没有明确给出设计安全域的结构,通过分析功能函数在凸集合模型上的均值与离差关系,给出其可靠性度量的非概率指标。在非概率凸集合模型分析方法中不必拟合概率密度函数和隶属函数,所需信息量少、准确度高,实例分析展示了凸集合模型分析方法的实用性。

基于凸集合模型的非概率可靠性研究

研究了结构不确定参量用超椭球凸集描述情况下的非概率可靠性问题,提出了一个可靠性指标,可用于度量超椭球凸集模型与区间变量共存情况下的结构安全程度;给出了该指标的求解算法;设计了超椭球凸集模型的M on te C arlo仿真算法,通过算例比较了该指标与传统概率可靠性指标之异同。

结构鲁棒优化的非概率集合理论凸方法

以传统的优化理论为基础,考虑含不确定结构参数的情况,提出了非概率凸集合理论的结构优化方法. 将结构优化列式中的目标函数与约束条件所含有的不确定参数用凸集合定量化,只需知道其所在范围的边界, 降低了以往处理不确定性问题概率方法需要知道不确定参数的均值、方差或概率分布密度等详细统计信息的要求.提出的鲁棒优化方法在使目标函数达到设计要求的同时,结构还能承受结构参数在其所在范围内变化引起结构性能的变异.通过优化问题中普遍使用的10杆平面桁架和一个72杆空间桁架实例,给出了当结构参数为名义值时结构的优化结果,以及结构参数具有不确定性时的优化结果,力求表明所介绍的方法的可行性和优越性.

基于凸集合模型的机床主轴非概率可靠性研究

针对传统的可靠性模型对原始数据要求高的局限性,可采用凸集合模型来描述影响机床主轴可靠性的不确定参数,利用一阶泰勒展开式,基于凸集合模型定量的讨论了机床主轴设计中不确定性参数对机床主轴响应的影响,提出基于凸集合模型的机床主轴的非概率可靠性度量的指标。此方法对数据的要求低,不用求概率密度函数而且计算简便。通过对工程实例的计算和分析,其结果表明了所提出的分析方法在实际工程中的可行性。

压杆稳定的非概率可靠性凸集合模型分析方法

针对概率可靠性模型对原始数据要求高的局限性,用凸集合模型来描述影响压杆稳定可靠性分析中的不确定参数,利用一阶Taylor展开式基于凸集合模型讨论了压杆稳定分析中不确定性参数对压杆稳定响应的影响,提出了压杆稳定的非概率可靠性度量的指标.此方法对数据的要求低,不用求概率密度函数而且计算简便.通过对工程实例的计算,其结果表明所提出的方法是一种简便而实用的分析方法.

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.

基于非概率凸模型可靠性的结构优化设计

考虑到结构系统参数的不确定性,基于提出的非概率凸模型可靠性指标的新定义,研究了在非概率凸模型可靠性约束下,结构优化设计的数学模型和求解方法.该方法通过超椭球域界定不确定参量,将结构基本不确定变量安全域的超体积与其可行域的超椭球总体积之比作为结构非概率可靠性的度量.并赋值可靠度作为约束条件,利用乘子法和阻尼牛顿法对结构的优化问题进行迭代求解,算法稳定,迭代速度快.数值算例验证了所提出方法的正确性.

基于凸模型的结构非概率可靠性优化

基于不确定性的凸模型描述,研究考虑非概率可靠性指标约束的结构优化问题．该优化模型是一个内层优化为极小极大问题的嵌套优化模型．为了有效地求解该模型,提出了一种基于目标性能的优化方法,通过寻找目标性能点来判断约束的满足情况,从而避免直接计算以极小极大(min-max)问题定义的非概率可靠性指标．提出的数值方法可处理材料、几何及载荷等不确定性参数,并且目标性能值的灵敏度计算公式简便,算法稳定．数值算例验证了所提出方法的正确性,也表明算法比文献中已有方法更为有效．

基于凸集模型的非概率可靠性灵敏度分析

可靠性灵敏度能够确定可靠度和不确定变量分布参数的内在联系,对可靠性分析和设计具有指导作用。本文将非概率可靠性灵敏度指标定义为非概率可靠性指标对变量分布参数的偏导数,提出了一种基于椭球凸集模型的非概率可靠性灵敏度分析方法。推导了线性极限状态函数的非概率可靠性灵敏度的解析公式。对于非线性极限状态函数,通过将极限状态函数在两种不同线性化位置进行泰勒一阶展开,分别给出了非概率可靠性灵敏度分析的近似解析解。算例分析结果表明文中所提方法有效可行。

椭球凸模型非概率可靠性度量和区间安全系数的关系

研究了椭球凸模型非概率可靠性度量和区间模型安全系数的关系。根据基于椭球凸模型的非概率可靠性指标和非概率可靠度的定义,建立了两者之间的函数关系;按照区间模型安全系数的定义,给出了由椭球参数确定的3种区间模型安全系数,分析了它们的意义;建立了非概率可靠性指标和区间模型安全系数之间的解析关系,讨论了它们在评估结构可靠性或安全程度上的意义;通过数值算例验证了分析结果。

基于非概率集合理论的结构可靠性分析

基于非概率集合理论,给出了非概率可靠性指标的定义,阐述了不确定结构的区间分析和凸集合模型两种非概率可靠性的计算方法,并分析了两种方法获得非概率可靠性指标之间的关系。将不确定参数用区间和凸集合两种方式进行定量化描述,利用非概率可靠性指标的计算方法,对结构可靠性进行预测,通过比较两种方法对结构状态函数的响应范围,判断两种方法的合理性。通过两个算例进行分析,并与Monte Carlo方法比较,验证了凸集合方法用于结构可靠性分析的可行性与优越性。

引入集合扩展约束的结构非概率可靠性模型

指出结构可靠性问题中不确定性量分散类型的差异,在原有info-gap(information-gap)模型中引入扩展约束参数,建立含约束的info-gap模型,原有info-gap模型可视为新模型的特殊形式。将含约束的info-gap模型应用于结构非概率可靠性方法中,能更充分地利用已知不确定性信息对可靠性作出评价,显示参量约束信息对结构可靠性的影响。算例显示,忽略不确定性参量变化范围约束的非概率可靠性分析会得到过于保守的分析结果。

应用非概率凸集模型的框架结构抗震性能分析

为解决结构抗震性能分析结果会因地震动记录选择上的差异产生较大变异性问题,采用非概率凸集模型来考虑地震作用的不确定性,以结构最大层间位移角作为抗震性能指标,通过能力谱方法对一钢筋混凝土框架结构进行非概率性抗震性能评估,与基于概率随机模型的抗震性能分析结果进行比较.结果表明,采用非概率凸集模型进行结构抗震性能分析,在减少变异性的同时,还具有一定的合理性和适用性.

基于非概率凸模型的某模锻水压机液压缸可靠性分析

300MN模锻水压机是我国国防和基础建设的关键设备,液压缸作为液压机重要组成部分,其可靠性的高低直接影响到液压机的生产效率。选取液压缸材料杨氏模量、强度极限以及其所受载荷为非概率区间设计变量。采用拉丁方试验设计方法,采样选取采样点,运用最小二乘二阶响应面模型拟合出模型的响应面方程。依据非概率凸模型理论,得到模型的可靠性指标为2.054 7,从而证明液压缸可靠。

起重机臂架结构的凸模型非概率可靠性分析

为预防大型工程中起重机安全事故,通过建立模型来衡量起重机臂架结构非概率可靠性。首先利用凸模型非概率可靠性相关理论,构建有代表性的凸模型——广义无穷范数模型,并用该模型来定义非概率可靠性指标;其次分析影响臂架结构非概率可靠性的不确定性参数;最后在凸模型的基础上,将非概率功能函数代入非概率可靠性指标中,求出臂架结构非概率可靠性。以某企业履带式起重机臂架结构为例予以分析,验证模型的有效性。研究表明:利用该模型分析臂架结构强度、刚度、稳定性等3方面,其结果与实际情况相符。

边坡凸集模型非概率可靠度求解方法

针对边坡工程稳定性分析中,因获取的参数原始样本信息的有限性,以及基于概率可靠性的常规可靠度计算方法的局限性,引入了边坡凸集模型非概率综合指标,形成了样本信息模糊特征条件下的边坡非概率可靠度求解方法。首先,根据有限的样本信息为参数划定一大致区间,在此区间构建边坡超椭球凸集模型。然后运用拉丁超立方抽样进行区间内采样,由于边坡工程的极限状态方程一般呈高度非线性隐式特征,采用Kriging代理模型来拟合其功能函数。最后,根据非概率可靠度和概率可靠度的相容性,引入非概率指标η,综合评估边坡的稳定性。当η>1时,评估标准为在标准的向量空间内坐标原点到极限状态曲面的最短距离;当0<η<1时,采用概率可靠度作为评估指标,此时运用蒙特卡洛法依托MATLAB程序语言即可求得边坡的可靠度指标。算例表明:该方法切实可行,计算高效,结果精确。为概率可靠性方法做了有益的拓展和补充,也为求解边坡可靠度提供了新的可能性。最后,在某实际边坡工程样本信息不完备的情况下运用此方法,结果显示该边坡的失效风险很低,与简化Bishop法分析结论一致,并符合《公路工程结构可靠性设计统一标准》(JTG 2120—2020)中高速公路路基目标可靠度指标标准。

凸集模型非概率可靠性在储气库不活动断层滑移评估中的应用

将凸集模型引入到储气库不活动断层滑移非概率可靠度分析中,根据断层剪切破坏的特点建立断层滑移极限状态函数,并在断层滑移可靠度计算过程中对极限状态函数进行线性近似计算,建立储气库断层滑移非概率可靠度计算模型。利用上述方法对中国某储气库注气后的断层滑移可靠性进行了分析,并将该方法与Monte-Carlo方法的计算结果进行对比,验证了模型的计算精度,同时研究了断层位置处的孔隙压力、断层倾角、地应力不均匀系数对断层滑移可靠度的影响。计算结果表明:非概率可靠性计算模型在求解断层滑移可靠度时不需要大量的参数样本和固定的概率分布函数,具有较好的实用性,并能满足实际工程的计算需求;断层滑移可靠度随着断层位置孔隙压力、地应力不均匀系数的增大而减小,随着断层倾角θ的增大先减小后增大,并且当断层倾角θ与岩石内摩擦角φ的关系为θ∈[min(45°+φ/2),max(45°+φ/2)]时,断层滑移可靠度最小。

基于区间分析的结构非概率可靠性模型

本文用非概率的凸集模型模拟结构的不确定性。将结构的不确定参数描述为区间变量。基于区间分析 ,提出了一种新的非概率可靠性度量体系及分析方法。从物理、几何意义等方面解释了文中理论的合理性。其计算方法简便、实用。