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《哈尔滨工业大学》 2010年
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结构可靠性和概率失效分析数值模拟方法

薛国峰  
【摘要】: 子集模拟和线抽样是两种高效的可靠性分析数值模拟方法。子集模拟的基本思想是:通过引入合理的中间失效事件,将小失效概率表达为一系列较大的条件失效概率的乘积,这些较大的条件失效概率可由马尔可夫链蒙特卡罗(Markov chain Monte Carlo, MCMC)来高效估计,从而提高可靠性分析的计算效率。子集模拟的高效性来自MCMC生成条件分布样本的高效性。线抽样通过功能函数重要方向上的一维插值和其余方向上的随机抽样来高效求解失效概率,依赖于重要方向的确定。目前主要通过MCMC对失效域预抽样来寻找设计点,进而获得重要方向。 在众多的MCMC算法中,Metropolis-Hastings(M-H)算法是最基本的也是使用最多的。多点Metropolis(Multiple-Try Metropolis, MTM)算法是M-H的推广,能比M-H更好地探索概率空间,模拟概率分布的效率更高。本文分别将MTM应用到子集模拟和线抽样中,期望通过提高MCMC的效率进而提高这两种方法的效率。文中给出了一些必要的理论推导和算例,模拟结果显示:MTM可以达到和原始M-H算法的相同的效果,并且都高于直接MC的效率,实际应用中可作为M-H的一个替代。 文中最后一章讨论了基于重要抽样马氏链的结构概率失效分析,即利用重要抽样法得到的信息,进行概率失效分析,可以发现结构的薄弱环节和最容易失效构件等,以此来指导结构设计。这种策略不需要增加很多计算量,只需利用重要抽样法中的信息即可,同时又能获得关于结构很有价值的信息,具有很高的性价比。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU311.2

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张号浩;单层钢筋混凝土柱厂房地震易损性分析[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
2 耿晔晗;洪水条件下老漳河特大桥风险评价研究[D];河北农业大学;2012年
3 肖剑;混合不确定性下可靠性优化方法及其在空间绳系设计中的应用[D];电子科技大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 许林;基于可靠度的结构优化研究[D];大连理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【共引文献】
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3 宋述芳;吕震宙;郑春青;;结构可靠性灵敏度分析的方向(重要)抽样法[J];固体力学学报;2008年03期
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4 刘月飞;吕大刚;;基于混合Copula函数的二维串联系统可靠性分析[A];第22届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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4 唐纯喜;长距离输水工程的关键结构体系可靠度研究[D];浙江大学;2007年
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7 徐劲;轨道交通系统随机振动特性及其动力可靠性分析[D];武汉理工大学;2007年
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9 李生勇;自锚式悬索桥结构可靠性研究[D];大连理工大学;2007年
10 郭棋武;大跨斜拉桥的非线性及可靠性分析[D];湖南大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋留伟;复合随动平台分层优化设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
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3 刘李;基于有限元的结构可靠性分析与设计[D];武汉理工大学;2011年
4 刘震;可靠度的高效算法研究[D];大连理工大学;2011年
5 张宗方;大型自然通风冷却塔失效分析与优化设计[D];大连理工大学;2011年
6 张盈盈;基于粒子群算法的非概率可靠性分析及其在边坡工程中的应用[D];中南大学;2011年
7 宋伟伟;基于承载力的在役预应力混凝土桥梁动态可靠性评估[D];长安大学;2011年
8 王玉莲;基于可靠度的结构优化设计方法研究[D];华南理工大学;2011年
9 里超;连续卸船机结构系统可靠性分析及优化设计[D];西南交通大学;2011年
10 解海军;2888t·m铁路救援起重机转台结构稳健可靠性优化设计[D];西南交通大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 杜丽;肖宁聪;黄洪钟;何俐萍;李海庆;;认知不确定性的谐波齿轮减速器可靠性分析研究[J];电子科技大学学报;2011年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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9 林立广;不确定结构动力分析及星载天线展开机构可靠性研究[D];西安电子科技大学;2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 李华;长螺旋钻孔压灌混凝土桩可靠度研究[D];武汉理工大学;2004年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 陆祝贤;吴轶;杨春;蔡健;何铭基;;基于IDA的阀厅结构地震易损性分析[A];第六届全国防震减灾工程学术研讨会论文集(Ⅰ)[C];2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 周姗姗;考虑不同转换层位置的框架结构地震易损性分析[D];广西大学;2012年
2 吴嘉欣;地震作用下带电力设备大型换流站阀厅结构抗倒塌性能研究[D];广州大学;2012年
3 陈夏楠;中小学多层框架结构地震易损性和可靠性研究[D];中国地震局工程力学研究所;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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1 郭书祥;非随机不确定结构的可靠性方法和优化设计研究[D];西北工业大学;2002年
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1 张文博;可靠性数值模拟方法及其应用的研究[D];西北工业大学;2002年
2 杨帆;结构非概率与稳健可靠性研究[D];西北工业大学;2002年
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8 陈集丰;结构的模糊随机可靠性分析[J];强度与环境;1996年01期
9 黄忠邦;贺君节;;实用鉴定法在民用房屋结构可靠性鉴定中的应用[J];建筑技术开发;1996年05期
10 陈凤熹 ,李良巧 ,刘英 ,王远胜;一种结构可靠度的有效算法[J];质量与可靠性;1999年02期
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1 刘天模;冯大碧;肖长丽;杜燕;江红;;天然气旁通计量管道泄漏失效分析[A];海峡两岸第二届工程材料研讨会论文集[C];2004年
2 雷林海;;烷基苯装置E-405B失效分析[A];苏、冀、皖、赣、鄂石油学会第22届学术年会论文集[C];2004年
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6 谢珍勇;郭晓军;;Cr12Mo1V1钢陶瓷模块“爆模”失效分析[A];1999中国钢铁年会论文集(下)[C];1999年
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8 盛钟琦;李聪;李卫军;;棘爪杆断裂的失效分析[A];第三届全国扫描电子显微学会议论文集[C];2003年
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7 缪宏博;情系航空 感动蓝天[N];中国航空报;2007年
8 任思文;为型号可靠性工作提供支持[N];中国航天报;2008年
9 质宣;首部元器件失效分析专著发布[N];中国航天报;2010年
10 张卫华;辊压机辊面疲劳剥落失效分析与对策[N];中国建材报;2011年
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1 肖宁聪;随机和认知不确定性下的结构可靠性方法研究[D];电子科技大学;2012年
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4 贺向东;机械结构可靠性稳健设计若干关键问题的研究[D];吉林大学;2005年
5 刘海;基于概率的混凝土结构耐久性设计与评定[D];西安建筑科技大学;2008年
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8 李向华;基于编入光纤传感器的三维编织复合材料性能研究[D];南京航空航天大学;2005年
9 刘芳;跌落碰撞下SMT无铅焊点可靠性理论与实验研究[D];上海交通大学;2008年
10 郭书祥;非随机不确定结构的可靠性方法和优化设计研究[D];西北工业大学;2002年
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1 薛国峰;结构可靠性和概率失效分析数值模拟方法[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 唐忠云;车钩失效分析及其工艺研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
3 王致钊;柴油机气门失效分析及改进策略[D];天津大学;2005年
4 朱敏;主蒸汽管道失效分析与寿命预测[D];武汉理工大学;2002年
5 顾永莲;球栅阵列封装焊点的失效分析及热应力模拟[D];电子科技大学;2005年
6 徐巍;铁路提速货车转向架交叉支撑装置失效分析研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
7 李蓉;液压支架报废技术检验规范的研究[D];太原理工大学;2008年
8 刘李;基于有限元的结构可靠性分析与设计[D];武汉理工大学;2011年
9 章鸣;纳米探针在超大规模集成电路可靠性和失效分析中的应用[D];复旦大学;2009年
10 金鑫;物探潜孔钻头破岩机理、动力学研究及结构改进[D];西南石油学院;2005年
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