主客观不确定性结构可靠性分析方法研究

发布时间：2016-11-04 15:35

  本文关键词：主客观不确定性结构可靠性分析方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

《西北工业大学》 2015年

主客观不确定性结构可靠性分析方法研究

李贵杰  

【摘要】：在实际工程结构系统中广泛地存在着各种各样的不确定性，为了提高结构在不确定性环境下的性能，本文在已有研究的基础上，开展了不确定性因素作用下结构系统的可靠性方法研究，主要内容如下： 1.通过对局部Monte Carlo方法的深入研究，发现并纠正了原方法中的不足之处。通过在局部Monte Carlo方法中引入β球，，减少了安全域样本点极限状态函数的计算，建立了改进的局部Monte Carlo方法，提高了局部Monte Carlo方法求解失效概率的效率。 2.为给工程设计人员提供含非概率不确定性的结构更加全面的设计信息，建立了非概率不确定性环境下结构的局域灵敏度与全局灵敏度分析模型。局域灵敏度分析反映的是非概率可靠度指标对区间变量参数的敏感程度，而全局灵敏度反映的是区间变量在整个取值范围内对非概率可靠度指标形状和位置的影响程度。文中针对两种灵敏度分析模型分别建立了高效的求解方法，以使之适用于工程实际问题。 3.针对主观不确定性和客观不确定性同时存在的情况，将输入变量空间划分成含有区间变量和随机变量的互斥焦元，然后基于随机-区间混合模型，建立了主、客观不确定性同时存在情况下的可靠性分析新方法。该方法采用信度和似真度来度量混合不确定性结构的安全，通过获得结构响应的信度函数和似真度函数，工程设计人员可以辨识主、客观不确定性对结构响应的影响，进而指导结构系统的优化和设计。 4.针对输入变量含有随机变量且分布参数具有不确定性和非随机变量的结构系统。通过等概率转化的思想将随机变量的分布参数不确定性和变异不确定性进行分离，并将随机变量的分布参数的不确定性和非随机变量采用区间模型来描述，建立了统一的混合可靠性分析模型，并基于Kriging代理模型建立了高效的求解方法。 5.为了分析主、客观不确定性变量同时存在情况下的输入变量内部区域对结构失效概率的影响，本文提出了主、客观不确定性变量对失效概率的区域灵敏度分析技术，并分析了所建立的区域灵敏度的重要性质及在实际工程的适用性。该区域灵敏度分析结果可以指导工程技术人员有针对性的进行设计来减小结构失效概率，为结构系统的优化和设计提供有用信息。 6.通过对模糊输入变量的隶属水平合理地引入[0,1]区间均匀分布的概率转换模型，分别建立了只含有模糊变量以及同时含模糊与随机变量结构的可靠性模型。对于不同模糊变量的隶属水平服从同一[0,1]区间均匀分布的情况，研究了所建立的模糊可靠性模型与传统分析方法的关系，进一步揭示了当不同模糊输入变量的隶属水平为相互独立均匀的[0,1]区间分布变量时所建立的模糊可靠性模型的合理性及包络性。所建立的基于概率视角的模糊可靠性分析模型能够挖掘更多有用信息，从而更客观地反映模糊不确定性的本质。 7.针对只含模糊变量的不确定性结构，建立了模糊变量对失效概率影响的重要性测度指标。所建指标定量化表征了模糊变量在隶属水平内变化时对模糊失效概率的平均影响。利用失效概率重要性测度与相应的失效域指示函数方差重要性测度的关系，建立了模糊失效概率重要性测度求解的态相关参数(StateDependent Parameter, SDP)方法。

【关键词】：
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB114.3
【目录】：

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1 Isaac Elishakoff;;Combination of structural reliability and interval analysis[J];Acta Mechanica Sinica;2008年01期

2 周金宇,谢里阳,王学敏;失效相关结构系统可靠性分析及近似求解[J];东北大学学报;2004年01期

3 雷震宇,陈虬;模糊结构有限元分析的一种新方法[J];工程力学;2001年06期

4 何红妮;吕震宙;;变量相关情况下基于马尔可夫链样本模拟的线抽样可靠性灵敏度分析方法[J];航空学报;2009年08期

5 ;Moment-independent importance measure of basic random variable and its probability density evolution solution[J];Science China(Technological Sciences);2010年04期

6 ;Saddlepoint approximation based line sampling method for uncertainty propagation in fuzzy and random reliability analysis[J];Science China(Technological Sciences);2010年08期

7 郭书祥,吕震宙,冯元生;基于区间分析的结构非概率可靠性模型[J];计算力学学报;2001年01期

8 郭书祥,吕震宙,冯立富;基于可能性理论的结构模糊可靠性方法[J];计算力学学报;2002年01期

9 郭书祥,吕震宙;结构体系的非概率可靠性分析方法[J];计算力学学报;2002年03期

10 邱志平,陈山奇,王晓军;结构非概率鲁棒可靠性准则[J];计算力学学报;2004年01期

【共引文献】

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1 吴莹;杨成永;徐明新;;非概率可靠性指标的区间计算方法[J];四川建筑科学研究;2007年02期

2 黄明奎;;钢管混凝土构件力学性质的区间分析方法[J];四川建筑科学研究;2009年02期

3 ;Vertex solution theorem for the upper and lower bounds on the dynamic response of structures with uncertain-but-bounded parameters[J];Acta Mechanica Sinica;2009年03期

4 Wei Shyy;Young-Chang Cho;Amit Gupta;Chien-Chou Tseng;Ann Marie Sastry;;Surrogate-based modeling and dimension reduction techniques for multi-scale mechanics problems[J];Acta Mechanica Sinica;2011年06期

5 ;Fatigue reliability based on residual strength model with hybrid uncertain parameters[J];Acta Mechanica Sinica;2012年01期

6 江涛,陈建军,胡太彬,姜培刚;任意有界论域的模糊变量转化成随机变量的方法[J];安全与环境学报;2005年03期

7 任远;白广忱;;基于近似模型的电子封装散热结构优化设计[J];半导体技术;2008年05期

8 方绪文,唐洁影,黄庆安;MEMS器件在冲击下的可靠性[J];微纳电子技术;2004年07期

9 方绪文,唐洁影,黄庆安;微加工悬臂梁在横向冲击下的响应分析[J];半导体学报;2005年02期

10 邓大国,段锦文;棒磨机端衬板改进设计[J];包钢科技;2005年04期

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1 程学进;董玉革;;基于离散模糊事件隶属函数的模糊可靠性分析[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年

2 刘昭清;雷震宇;陈虬;;基于模糊随机有限元的结构广义可靠性分析[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年

3 刘正权;李飞;邱志平;;基于泛灰理论的不确定结构可靠度区间分析模型[A];北京力学会第11届学术年会论文摘要集[C];2005年

4 邵国建;苏静波;;区间可靠性分析方法及在地下隧道结构计算中的应用[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（下）[C];2007年

5 闫相祯;高进伟;杨秀娟;;J55油管的疲劳可靠性试验研究[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集（一）[C];2007年

6 邢万波;周钟;巩满福;;M0nte Carlo法和几何法的讨论和改进[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

7 杨萍;王翀;;基于ANSYS下的管道清灰机器人操作臂的可靠性分析[A];第四届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2008年

8 姜欣;陈勇;史国宏;江峰;;前期白车身架构优化设计[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009（CSMO-2009）论文集[C];2009年

9 陈虬;刘长虹;雷震宇;;模糊随机有限元法的一些进展——第九届全国结构工程学术会议特邀报告[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2000年

10 颜伏伍;王洪建;田韶鹏;袁智军;;基于NSGA-Ⅱ的变速器齿轮系多目标可靠性优化设计[A];湖北省内燃机学会2009年学术年会论文集[C];2009年

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1 谢波涛;台风/飓风影响海区固定式平台设计标准及服役期安全度风险分析[D];中国海洋大学;2010年

2 李方义;区间非概率多目标优化设计方法及其在车身设计中的应用[D];湖南大学;2010年

3 胡军强;气动—柴油混合动力发动机工作过程研究[D];浙江大学;2009年

4 凌丹;威布尔分布模型及其在机械可靠性中的应用研究[D];电子科技大学;2011年

5 沙丽荣;基于正交基神经网络的结构可靠性分析[D];吉林大学;2011年

6 周立明;不确定性结构的无网格伽辽金法研究[D];吉林大学;2011年

7 毛虎平;基于仿真模型的动态响应优化算法研究[D];华中科技大学;2011年

8 刘光宏;Offner田野成像光谱仪光学系统建模与优化设计[D];中国科学技术大学;2011年

9 同长虹;考虑原始误差与磨损的机构运动可靠性分析[D];兰州理工大学;2011年

10 郑绵彬;多场耦合作用下双层复合壳的损伤模型与可靠性研究[D];华南理工大学;2011年

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1 夏云清;装载机差速器齿轮的非线性接触与疲劳寿命分析[D];浙江理工大学;2010年

2 王岩;电动轮自卸车轮边减速器可靠性研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

3 杨洋;含模糊参数不可修复系统的模糊可靠性研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

4 孔茗;基于模糊灰色理论家电产品生命周期绿色性评价方法的研究[D];苏州大学;2010年

5 梁毅峰;高速加工机床电主轴系统关键技术研究[D];合肥工业大学;2010年

6 李真;便携式胰岛素泵的可靠性分析[D];沈阳理工大学;2010年

7 徐亮;新型低碳贝氏体高强度钢焊接缺陷统计分析研究[D];昆明理工大学;2010年

8 曲杨;一种基于RBF神经网络的图像处理方法[D];昆明理工大学;2009年

9 董从林;水润滑艉轴承的可靠性寿命评估[D];武汉理工大学;2010年

10 蔡颂;坚果采摘臂运动仿真及其有限元分析[D];中南林业科技大学;2010年

【二级参考文献】

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1 王晓军,邱志平;结构振动的鲁棒可靠性[J];北京航空航天大学学报;2003年11期

2 孙志礼,陈良玉,张钰,丁津原;机械传动系统可靠性设计模型(Ⅰ)——考虑应力相关性的设计[J];东北大学学报;2003年06期

3 周金宇,谢里阳,王学敏;失效相关结构系统可靠性分析及近似求解[J];东北大学学报;2004年01期

4 胡聿贤,陈汉尧;地震危险性估计中不确定性的概率分析[J];地震工程与工程振动;1991年04期

5 徐军,郑颖人;工程结构可靠度指标计算的混沌搜索方法[J];工程力学;2002年03期

6 邱友平,顾元宪;结构静力位移的非概率凸集合理论模型的摄动数值算法[J];固体力学学报;1997年01期

7 刘书田,Ramana V.Grandhi;基于快速傅立叶变换的二阶可靠度分析方法[J];固体力学学报;2001年04期

8 董玉革,赵征权;模糊可靠性分析一次二阶矩法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2005年09期

9 董玉革,朱文予,陈心昭,张国威,倪峥;F事件概率仿真及机械零件模糊可靠性设计[J];合肥工业大学学报(自然科学版);1998年02期

10 蔡开元,文传源;系统可靠性中工作时间的不确定性(英文)[J];航空学报;1990年01期

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1 宋军;基于矩方法的可靠性及可靠性灵敏度研究[D];西北工业大学;2007年

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1 谢里阳;吴宁祥;王正;;失效概率计算中的信息遗失与系统级建模方法[J];中国机械工程;2007年19期

2 阎春宁;;应力强度模型中的干涉区与失效概率[J];机械强度;1991年04期

3 裴扬;宋笔锋;;故障树分析的等效失效概率计算方法[J];机械工程学报;2007年09期

4 宋军;吕震宙;;考虑状态模糊性时广义失效概率计算的矩方法[J];工程力学;2008年02期

5 郭惠昕;夏力农;戴娟;;基于证据理论的结构失效概率计算方法[J];应用基础与工程科学学报;2008年03期

6 唐燕贞;;失效概率的估计及其性质[J];福建工程学院学报;2010年01期

7 蒋承仪;;串、并结构体系可靠度分析及失效概率界的估计[J];重庆建筑工程学院学报;1985年03期

8 安伟光;荷载效应组合时的失效概率[J];哈尔滨船舶工程学院学报;1988年02期

9 曹天捷;两种计算球罐脆断失效概率的近似方法[J];太原重型机械学院学报;1990年01期

10 章应霖;;金属结构件脆性失效概率的实用求解[J];水利电力机械;1991年02期

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1 董聪;;模式失效概率计算的理论与方法(Ⅰ)[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年

2 董聪;;模式失效概率计算的理论与方法(Ⅱ)[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年

3 董聪;;模式失效概率计算的理论与方法(Ⅲ)[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年

4 锁斌;程永生;曾超;李军;;不精确概率下一类典型非单调关联系统的失效概率计算[A];第九届中国不确定系统年会、第五届中国智能计算大会、第十三届中国青年信息与管理学者大会论文集[C];2011年

5 袁修开;伍鹏骅;;混合不确定性传递的加权分析方法[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

6 张华兵;冯庆善;郑洪龙;周利剑;;基于容许应变的管道地震失效概率分析[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

7 刘小冬;刘文珽;;结构使用寿命评定的功能失效概率控制方法[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年

8 雷慧锋;姚明初;;线性极限状态方程求失效概率的简易积分法[A];工程结构可靠性——中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第七届学术会议论文集[C];1987年

9 刘长虹;王正东;轩福贞;刘长军;;提高管道失效概率的蒙特卡洛计算效率方法讨论[A];压力管道技术研究进展精选集——第四届全国管道技术学术会议[C];2010年

10 陈学东;艾志斌;杨铁成;王冰;顾望平;;基于风险的检测(RBI)中以剩余寿命为基准的失效概率评价方法[A];第三届全国管道技术学术会议压力管道技术研究进展精选集[C];2006年

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1 张晶;结构体系失效概率计算方法研究[D];大连理工大学;2010年

2 李贵杰;主客观不确定性结构可靠性分析方法研究[D];西北工业大学;2015年

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1 吴松;基于微圆环法的失效概率计算基本原理及其应用研究[D];合肥工业大学;2013年

2 王文东;陆上管线失效概率评估与软件系统研究[D];西安建筑科技大学;2005年

3 王笑纷;结构体系失效概率近似计算的条件概率降维法[D];广西大学;2004年

4 张文倩;盐岩地下储库的材料参数概率分布估计及失效概率分析[D];山东大学;2011年

5 盛艳华;结构失效概率估计的GPR-MCS方法及其防洪堤桩基应用[D];广西大学;2013年

6 李建青;正态分布场合下失效概率的多层Bayes估计[D];华中师范大学;2008年

7 俞丽丽;基于MCIS抽样的SRAM失效概率的估计[D];苏州大学;2014年

8 王慧剑;Ⅰ-Ⅱ型裂纹的弹塑性分析及断裂失效概率计算[D];江苏大学;2009年

9 郑亚楠;基于随机有限元的黄土边坡可靠度研究[D];长安大学;2014年

10 徐晓玲;基于“安全性等价”概念的水喷淋作用下防火钢构件失效概率研究[D];中国科学技术大学;2009年

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