收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

结构可靠度分析高效数值方法研究

党超  
【摘要】:众所周知,工程结构系统中存在诸多无法避免的不确定性因素,因此采用确定性的分析方法往往可能会导致难以估量的后果。结构可靠度分析为不确定性在工程结构系统中的传播和量化提供了理论基础和计算手段,其中,矩法作为一种非侵入式的方法在工程中被广泛采用。求解功能函数的统计矩和基于矩重构功能函数的未知概率分布是矩法中的两个关键问题。然而,传统的矩法对于解决非线性较强、维数较高的问题仍有一定的困难。为了进一步发展矩法,本文进行了以下研究:(1)提出了一种新的四阶矩可靠度分析方法。为了兼顾精度和效率,本文建议采用高阶无迹变换改进传统的双变量降维方法,用以计算功能函数的前四阶中心矩。此外,本文建议采用一个具有较好灵活性的四参数概率分布模型,即平移广义对数正态分布,在整个分布范围内重构功能函数的概率分布,可获得较高的尾部估计精度。最后,本文采用了五个数值算例,并与一些现存的方法进行了对比,验证了本文所提方法的有效性。(2)提出了一种基于前四阶矩重构概率分布的高效算法。在传统的四阶矩法中,功能函数的未知分布一般均通过主观假定一特定的四参数概率分布模型来确定,因此在某些情况下会产生较大的误差。本文首先提出了一个包含三个四参数概率分布模型的分布系统来同时表示一个所关心的分布,这些分布模型的参数均可由矩估计方法确定。然后,为了从所提出的分布系统中选出最合适的分布模型,本文建议了一类两步选取算法。通过逼近几个理论分布,与一个实际数据集的概率分布,并应用于三个基于矩法的可靠度分析数值算例,本文所建议方法的可行性得以验证。(3)提出了一种新的五阶矩可靠度分析方法。由于计算高阶统计矩比较困难,传统矩法主要关注于功能函数的前四阶统计矩而忽略了更高阶矩,这可能会导致与功能函数尾部紧密相关的一些概率信息被忽视。除此之外,传统四阶矩法中采用的四参数概率分布模型大多为单峰分布,因此无法表示工程中可能会出现的双峰分布。基于此,本文首先提出了一种混合阶容积公式用于求解功能函数的前五阶中心矩,然后发展了具有五个自由参数的双高斯混合分布模型用于重构功能函数的未知分布。因此,所建议的方法可以统一的方式重构具有单峰和双峰分布的功能函数。最后,采用六个数值算例验证了所建议方法的精度和效率。(4)提出了一种基于分数阶矩分析在非平稳随机地震动作用下非线性结构的抗震可靠度的高效方法。首先,本文提出了一种逆高斯分布和对数正态分布的混合分布模型,用于表示结构响应的极值分布,并建议采用五个低阶分数阶矩确定其中所包含的五个自由参数。然后,采用了拉丁化部分分层抽样技术计算非线性结构在激励和自身参数双重不确定性下极值响应的分数阶矩。因此,极值分布的未知概率分布可由所建议的混合分布模型高效准确地表示,并可直接求得结构的失效概率。最后,采用两个数值算例说明了本文所建议方法用于抗震可靠度分析的高效性。论文的最后一章给出了本文的一些主要结论,并指出了需进一步研究的地方。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杜祝遥;;浅谈结构可靠度分析的理论基础[J];山东工业技术;2017年19期
2 许建述;;非常洪水时溢洪道结构可靠度分析[J];内蒙古水利;2010年04期
3 叶家健;;ANSYS在结构可靠度分析中的应用[J];广东土木与建筑;2008年04期
4 贡金鑫,赵国藩;考虑抗力随时间变化的结构可靠度分析[J];建筑结构学报;1998年05期
5 王省离;;工程结构可靠度分析简介——计算结构可靠度的二阶矩理论[J];江西水利科技;1987年03期
6 叶军;吴世伟;;蒙特卡罗法在结构可靠度分析中的应用[J];河海大学学报;1988年05期
7 王省离;;工程结构可靠度分析简介——荷载模型与结构抗力模型[J];江西水利科技;1989年01期
8 董耀星;周鸿钧;;结构可靠度分析的蒙特卡罗边界法[J];郑州工学院学报;1989年02期
9 肖义龙;苏国韶;;结构可靠度分析的高斯过程响应面方法[J];人民长江;2016年23期
10 于宁;尹志勤;马秀凤;;悬臂式挡土墙结构可靠度分析[J];黑龙江水利科技;2008年04期
11 陈爽;朱暾;;考虑耐久性的结构可靠度分析[J];山西建筑;2007年08期
12 郄禄文;;结构可靠度分析中随机变量间相关系数的特性[J];港工技术;2006年04期
13 贡金鑫,赵国藩;结构可靠度分析中的最小方差抽样[J];上海力学;1996年03期
14 段乐斋;;结构可靠度分析[J];水电站设计;1986年02期
15 苏德俊,何宪礼,黄江波;浅谈结构可靠度分析的基本方法[J];交通科技;2005年01期
16 毕明;;基于改进响应面技术的火灾下混凝土结构可靠度分析[J];消防科学与技术;2013年07期
17 张志刚;马中华;王金晶;;钢筋混凝土结构可靠度分析方法[J];山西建筑;2007年31期
18 张清,王东元,李建军;铁路隧道衬砌结构可靠度分析[J];岩石力学与工程学报;1994年03期
19 景诗庭;地下结构可靠度分析研究之进展[J];石家庄铁道学院学报;1995年02期
20 黎保琨;;结构可靠度分析及其在重力坝设计中的应用[J];北京水利电力经济管理学院学报;1984年00期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何军;冯立;;结构可靠度分析的稀疏网格随机配点法[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
2 张思俊;沈海尧;;水工结构可靠度分析中的几个问题[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结构可靠度委员会全国第二届学术交流会议论文集[C];1989年
3 解伟;程学文;;结构可靠度分析中随机变量概型的模糊判别[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结构可靠度委员会全国第二届学术交流会议论文集[C];1989年
4 李云贵;赵国藩;张保和;;广义随机空间内的结构可靠度分析方法[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结构可靠度委员会全国第三届学术交流会议论文集[C];1992年
5 李清富;江见鲸;;考虑人为误差的结构可靠度分析[A];第四届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1995年
6 刘春华;秦权;;基于随机有限元的框架结构可靠度分析[A];第五届全国结构工程学术会议论文集(第二卷)[C];1996年
7 杨春侠;杨伟军;卜乐奇;;洪涝灾害损伤结构可靠度分析[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年
8 杨柏华;姚耀武;;用于结构可靠度分析的随机有限元法[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结构可靠度委员会全国第三届学术交流会议论文集[C];1992年
9 袁文阳;李正农;刘幸;;作为维修方案判据的在役水工结构可靠度分析[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第二卷)[C];1997年
10 牛建刚;王卫伦;牛荻涛;;考虑抗力衰减的住宅结构可靠度分析[A];第二届全国工程结构抗震加固改造技术交流会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 郭健;基于变形稳定的隧道结构可靠度分析[D];兰州交通大学;2018年
2 赵佳;工程结构可靠度分析的若干方法研究[D];西安建筑科技大学;2017年
3 赵威;结构可靠度分析代理模型方法研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
4 李坚;代理模型近似技术研究及其在结构可靠度分析中的应用[D];上海交通大学;2013年
5 赵伟;复杂工程结构可靠度分析的高斯过程动态响应面方法研究[D];广西大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 党超;结构可靠度分析高效数值方法研究[D];湖南大学;2019年
2 黄睿;基于粒子滤波的结构可靠度分析[D];东南大学;2018年
3 陈威克;结构可靠度分析与设计的可视化程序实现[D];北京交通大学;2014年
4 蔡胜利;基于有限元法的水工结构可靠度分析[D];天津大学;2004年
5 卜令泽;全局灵敏度与结构可靠度分析[D];哈尔滨工业大学;2017年
6 刘令波;基于概率密度演化的非线性随机结构可靠度分析[D];大连理工大学;2013年
7 周海波;北京热力隧道结构可靠度分析及分项系数研究[D];北京交通大学;2010年
8 张春宇;港口工程结构可靠度分析[D];大连理工大学;2005年
9 房长宇;钢骨混凝土结构可靠度分析[D];华中科技大学;2005年
10 杨根深;既有钢筋混凝土框剪结构节能改造后结构可靠度分析[D];兰州理工大学;2012年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978