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大型结构可靠性分析

杨旭  
【摘要】:在航空航天等一些特殊领域之中,结构可靠性的研究逐渐向着大型结构方向发展,结构变得更复杂,不确定参数更多。在这种情况下,一些传统的可靠性研究方法有时不能满足生产和科研的要求,或运算过于复杂造成效率过低。本文针对大型结构可靠性分析问题的计算方法进行了研究。 因为大型可靠性问题参数较多,所以本文在研究过程中主要采用蒙特卡洛模拟方法进行分析。 当模型失效概率较低时,随机采样的效率往往很低,这时就需要进行大量的随机采样,造成运算时间长、效率低的缺点。针对这一问题,本文使用一种外推算法,按比例改变极限状态方程从而改变模型的失效概率,利用数据拟合思想,由高失效概率处求得的数据进行数据拟合,从而推算出原始极限状态方程下的失效概率。这一方法可以有效解决采样效率低这一问题,降低了随机样本数量,提高了运算效率。 本文用ANSYS软件进行结构有限元分析,再利用MATLAB软件对有限元分析结果进行计算,从而实现外推算法。通过运算结果对比,发现外推法运算结果具有较高精度,证明了其有效性。


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