非概率可靠度理论相关问题研究

发布时间：2018-07-16 22:47

【摘要】：长久以来,在结构可靠度理论领域,结构可靠度的分析是人们所研究的重中之重。经过几十年的发展,结构可靠度分析已经相当成熟,然而由于结构体系的复杂性和工程中荷载、结构失效模式等问题的不确定性,以致于现在在解决结构可靠度问题上都没有达到很好的效果。非概率可靠度概念的出现给结构体系可靠度分析带来了新的方法,根据不同的工程问题采取合理的解决方法,可以更有效的评价结构的安全和可靠性。总之,非概率可靠度理论的成熟必将推进结构体系可靠度分析方向走向实用的进程。随着研究的深入,人们意识到模糊性这种不确定因素和随机性一样对结构体系安全具有深远的影响,在对结构可靠性进行了全面的评价时,模糊可靠性应运而生。实践证明,在计算结构可靠度时,模糊可靠性比传统可靠性更符合工程实际。本文主要研究内容如下:一、分析概率可靠度与非概率可靠度的不同,对其适用范围和优缺点进行总结。说明了非概率可靠性方法的主要的优势。二、在正态分布下,按照3s法则((3,3)R R R RR:m-sm+s,(3,3)S S S SS:m-sm+s)建立了概率可靠度指标与非概率可靠度指标的关系式,另外考虑到在3s截断法则下随机变量落在该区间的概率只有99.74%,为了涵盖整个分布(-￥,+￥),所以取(,)R R R RR:m-nsm+ns,(,)S S S SS:m-nsm+ns,同样建立了概率可靠度指标与非概率可靠度指标的关系式,对比分析两个关系式发现:同一个结构,给定了期望和方差,概率可靠性指标b不变,随着n的增大(区间范围也增大),不确定参数的离散程度也越大,概率可靠度指标与非概率可靠度指标之比也增大,非概率可靠度指标减小;也就是说变量区间越窄,h越高,非概率可靠性描述越安全(与概率可靠度描述越接近);变量区间越宽,h越小,非概率可靠性描述越不安全(与概率可靠度描述越偏差大)。由此可得:基于非概率指标与概率可靠性指标的关系,可以得出非概率可靠度与概率可靠度描述的结构可靠度的适用性与安全性,合适的窄区间描述结构的非概率可靠性是符合工程实际的,而大区间描述往往是偏离概率可靠度的,此时用非概率可靠性指标去描述结构的可靠度是不符合实际的。三、从抗力的方差Rs与荷载作用效应的方差Ss之比k的变化来探讨b与h之间的对应关系:当抗力的离散程度小于荷载作用效应的离散程度时,概率可靠度指标与非概率可靠度指标之比先是快速增长达到一个最大值;当抗力的离散程度大于荷载作用效应的离散程度时,概率可靠度指标与非概率可靠度指标之比缓慢变小逐渐趋近于3;概率可靠度指标与非概率可靠度指标的取值范围为(3,3 2)。基于3s截断法则所得的非概率可靠度指标与概率可靠度指标之比1:3是1:n中特殊情况中的一种。四、当非概率可靠度指标在区间[-1,1]的时候,由非概率可靠度理论无法判断结构可靠性。基于3s截断法则,将区间变量转换成正态随机变量或者是由抗力R与荷载效应S离散程度(即RSkss=)将非概率可靠度指标转换成概率可靠度指标,从而利用概率可靠度理论来评价结构的安全程度;通过寻找非概率可靠度指标临界点来确定结构可靠性。五、研究了影响结构概率可靠度指标与非概率可靠度指标的对应关系的因素,已经不能从抗力的方差与荷载作用效应的方差之比来探讨概率可靠度指标与非概率可靠度指标之间的联系,影响因素不仅仅有线性方程中的系数,还有随机变量的增加。六、对比分析了传统可靠性理论和模糊可靠性理论,发现用传统可靠性方法计算所得的可靠度要比模糊可靠度大,模糊可靠方法相对比较保守。将模糊-非概率可靠性分别与常规可靠性方法和模糊可靠性对比分析,发现模糊-非概率可靠性不仅能非常好地处理同时含有区间变量和随机变量的混合不确定性问题,可以更加准确地描述结构可靠性;还继承了非概率可靠性方法在计算简便的优势。
[Abstract]:This paper presents a new method for the reliability analysis of structural system , which is based on three - 3s ' law (( 3,3 ) R R RR : m - sm + s , ( 3 , 3 ) S S SS : m - sm + s . Based on the relationship between the probability reliability index and the probability reliability index , the relation between the probability reliability index and the non - probabilistic reliability index can be obtained . The relation between the probability reliability index and the non - probabilistic reliability index can not be determined by the probability reliability theory .
【学位授予单位】：广西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU311.2

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本文编号：2127902