基于支持向量机的宽幅大跨径斜拉桥可靠度分析
发布时间：2024-04-26 03:36
宽幅大跨径斜拉桥造型美观、行车视野好、受力性能好,在工程中已经得到了越来越多的应用。在大跨径斜拉桥快速发展的同时也带来了很多问题,近几年大跨径桥梁因为结构失效问题,给社会、经济以及交通事业的发展造成了很大危害。由于桥梁跨径的增大,桥梁结构会变得更加复杂,桥梁结构的失效问题需予以重视。因此,对于宽幅大跨径斜拉桥的可靠度分析变得尤为重要。由于传统的结构可靠度分析方法,实现宽幅大跨径斜拉桥这种复杂结构的可靠度计算分析比较繁琐、效率低,本文提出将支持向量机和智能算法结合在一起实现对于斜拉桥可靠度的分析。主要内容如下:1、根据现有的可靠度计算分析方法和理论,分析了一次二阶矩法、二次二阶矩法、MC法以及响应面法等方法的优缺点。其中支持向量机可以高精度的拟合出符合斜拉桥体系的功能函数,可以采用此方法进行北街水道桥的可靠度分析。2、基于MATLAB平台运用支持向量机算法来拟合斜拉桥的结构功能函数,为保证其精度,采用交叉验证法和遗传算法对于支持向量机模型参数进行优化,然后采用罚函数法将非线性有约束最优化问题转化成简单的求函数方程极值问题,最终运用粒子群算法进行极值的求解,即可靠度指标的求解。运用经典算例...
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 宽幅大跨径斜拉桥可靠度分析的必要性
1.2.1 桥梁结构失效的危害
1.2.2 桥梁结构中的随机因素
1.2.3 可靠度分析的必要性
1.3 可靠度分析方法的研究现状及存在的问题
1.3.1 可靠度分析方法的发展
1.3.2 斜拉桥可靠度研究现状
1.3.3 存在的问题
1.4 本文研究的主要内容
第二章 结构可靠度理论
2.1 结构可靠度分析的原理
2.1.1 结构的可靠性与可靠度
2.1.2 结构的极限状态与极限状态方程
2.1.3 结构的可靠指标
2.2 结构可靠度的基本分析方法
2.2.1 一次二阶矩法
2.2.2 二次二阶矩法
2.2.3 Monte Carlo法
2.3 结构可靠度的响应面分析方法
2.3.1 多项式响应面法
2.3.2 神经网络响应面法
2.3.3 支持向量机响应面法
2.4 本章小结
第三章 基于支持向量机的斜拉桥可靠度计算方法
3.1 统计学习相关理论
3.1.1 机器学习
3.1.2 经验风险最小化
3.1.3 VC维
3.1.4 推广性的界
3.1.5 结构风险最小化
3.2 支持向量机
3.2.1 分类支持向量机
3.2.2 回归支持向量机
3.3 样本点的设计
3.3.1 随机抽样
3.3.2 正交设计
3.3.3 均匀设计
3.4 基于SVM的参数选择
3.4.1 核函数
3.4.2 SVM参数的优化选择
3.5 基于粒子群算法的可靠度指标求解
3.5.1 可靠指标求解公式的建立
3.5.2 粒子群算法求解可靠指标与传统算法的比较
3.5.3 可靠度指标的求解过程
3.5.4 算例验证
3.6 本章小结
第四章 宽幅大跨径斜拉桥位移失效可靠度分析
4.1 工程概况
4.2 基于ANSYS的有限元模型建立
4.3 主梁跨中挠度的可靠度分析
4.3.1 统计基本随机变量
4.3.2 建立极限状态方程
4.3.3 可靠度指标的求解
4.3.4 不同布载形式对跨中挠度可靠度的影响
4.3.5 随机变量参数敏感性分析
4.4 本章小结
第五章 宽幅大跨径斜拉桥应力失效可靠度分析
5.1 斜拉索应力可靠度计算
5.1.1 斜拉索可靠度计算
5.1.2 不同布载方式对于斜拉索可靠度的影响
5.1.3 随机变量参数敏感性分析
5.2 主塔应力可靠度计算
5.2.1 主塔应力可靠度计算
5.2.2 不同布载方式对于索塔可靠度的影响
5.2.3 随机变量参数敏感性分析
5.3 北街水道桥结构体系可靠度分析
5.4 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
本文编号：3964648
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 宽幅大跨径斜拉桥可靠度分析的必要性
1.2.1 桥梁结构失效的危害
1.2.2 桥梁结构中的随机因素
1.2.3 可靠度分析的必要性
1.3 可靠度分析方法的研究现状及存在的问题
1.3.1 可靠度分析方法的发展
1.3.2 斜拉桥可靠度研究现状
1.3.3 存在的问题
1.4 本文研究的主要内容
第二章 结构可靠度理论
2.1 结构可靠度分析的原理
2.1.1 结构的可靠性与可靠度
2.1.2 结构的极限状态与极限状态方程
2.1.3 结构的可靠指标
2.2 结构可靠度的基本分析方法
2.2.1 一次二阶矩法
2.2.2 二次二阶矩法
2.2.3 Monte Carlo法
2.3 结构可靠度的响应面分析方法
2.3.1 多项式响应面法
2.3.2 神经网络响应面法
2.3.3 支持向量机响应面法
2.4 本章小结
第三章 基于支持向量机的斜拉桥可靠度计算方法
3.1 统计学习相关理论
3.1.1 机器学习
3.1.2 经验风险最小化
3.1.3 VC维
3.1.4 推广性的界
3.1.5 结构风险最小化
3.2 支持向量机
3.2.1 分类支持向量机
3.2.2 回归支持向量机
3.3 样本点的设计
3.3.1 随机抽样
3.3.2 正交设计
3.3.3 均匀设计
3.4 基于SVM的参数选择
3.4.1 核函数
3.4.2 SVM参数的优化选择
3.5 基于粒子群算法的可靠度指标求解
3.5.1 可靠指标求解公式的建立
3.5.2 粒子群算法求解可靠指标与传统算法的比较
3.5.3 可靠度指标的求解过程
3.5.4 算例验证
3.6 本章小结
第四章 宽幅大跨径斜拉桥位移失效可靠度分析
4.1 工程概况
4.2 基于ANSYS的有限元模型建立
4.3 主梁跨中挠度的可靠度分析
4.3.1 统计基本随机变量
4.3.2 建立极限状态方程
4.3.3 可靠度指标的求解
4.3.4 不同布载形式对跨中挠度可靠度的影响
4.3.5 随机变量参数敏感性分析
4.4 本章小结
第五章 宽幅大跨径斜拉桥应力失效可靠度分析
5.1 斜拉索应力可靠度计算
5.1.1 斜拉索可靠度计算
5.1.2 不同布载方式对于斜拉索可靠度的影响
5.1.3 随机变量参数敏感性分析
5.2 主塔应力可靠度计算
5.2.1 主塔应力可靠度计算
5.2.2 不同布载方式对于索塔可靠度的影响
5.2.3 随机变量参数敏感性分析
5.3 北街水道桥结构体系可靠度分析
5.4 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
本文编号：3964648
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