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相似文献
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1.
基于结构可靠性分析理论,给出了合理子域概念.合理子域能够明确在设计点附近对失效概率起主要贡献区域尺寸,且能够保证失效点以一定概率落在其内,解决了对失效概率起主要贡献区域尺寸难以量化问题.基于合理子域概念,给出了一种改进响应面方法.该方法能够保证响应函数在设计点处是无误差的、且在合理子域内对极限状态函数具有较好近似.采取蒙特卡罗重要抽样方法求解失效概率,结合抽样点位置采取分区域评估方法以提高失效概率求解精度.算例表明,所提方法在处理具有显式和隐式极限状态函数的可靠性分析时,均具有较好的计算精度和较高的计算效率.  相似文献   

2.
传统基于代理模型的可靠性研究大多将抽样方法与代理模型相结合,并假定随机变量相互独立,且没有考虑到代理模型的不确定性对失效概率的影响。本文将反向传播(BP)神经网络和Laplace渐进积分法相结合,提出一种结合代理模型和高次阶矩的可靠性计算方法,称之为BP-Lap法。采用Latin超立方抽样技术,结合学习函数选取样本点,基于函数逼近原理,利用BP网络代理极限状态方程及其梯度向量和Hessian矩阵。利用训练好的BP网络通过Laplace渐进积分法求解失效概率,基于十折交叉验证思想,得到失效概率取值区间。通过四个算例,分别在随机变量相关和不相关的条件下,验证了BP-Lap法的有效性。研究表明:BP-Lap法可以衡量代理模型的不确定性对失效概率的影响,得到失效概率的上、下界;BP-Lap法同时适用于显示和隐式的极限状态方程,对相关随机变量的可靠性问题具有较高精度。  相似文献   

3.
基于子集模拟和重要抽样的可靠性灵敏度分析方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
针对工程实际中大量存在的小失效概率问题,提出了基于子集模拟和重要抽样的可靠性灵敏 度分析方法. 在子集模拟重要抽样可靠性分析方法中,通过引入合理的中间失效事件,将小 的失效概率表达为一系列较大的条件失效概率的乘积,而较大的条件失效概率则可通过构造 中间失效事件的重要抽样密度函数来高效求解. 基于子集模拟重要抽样可靠性分析的思想, 论文将可靠性灵敏度转化为条件失效概率对基本变量分布参数的偏导数形式,推导了基于子 集模拟和重要抽样的可靠性灵敏度估计值及估计值方差的计算公式,并采用算例对所提方法 进行了验证. 算例结果表明所提方法具有较高的计算精度和效率,并且适用单个和多个失效 模式系统.  相似文献   

4.
考虑到实际工程中大量存在不确定性因素,将结构中不确定参数描述为凸集变量的一种特殊情况-区间变量,根据区间模型可靠性指标的定义,采用解析方法进行非概率可靠性全局分析。为避免可能失效点遗漏,解析分析从二、三维开始,对平面和空间进行区域划分,根据极限状态函数的形式,指出了可能失效点依赖于极限状态函数的极值点和根植点。通过简单的量值比较,即可确定最可能失效点,进一步可求得可靠性指标。将低维分析方法推广到n维情况,给出了n维空间中用于计算极值点和根植点方程的数量,能够有效避免发生可能失效点遗漏现象,对优化搜索具有指导意义。针对两类算例进行求解,并与已有结果比较,验证了本文解析方法的正确性。  相似文献   

5.
针对状态具有模糊性的广义可靠性分析问题,提出了一种广义失效概率计算的鞍点逼近方法.所提方法首先将广义失效概率的积分区域依据功能函数的取值离散化,在离散的积分区域中,功能函数对模糊失效域的隶属函数近似保持为常数,从而将模糊可靠性问题转化为随机可靠性问题,进而利用近似的鞍点逼近方法求得广义失效概率.该文给出了所提方法的实现步骤和原理,并用算例验证了所提方法的合理性和可行性.由于基于鞍点逼近的考虑状态模糊性时广义失效概率的计算方法具有较高的效率和精度,因而所提方法具有一定的工程意义.  相似文献   

6.
基于模糊随机广义可靠性分析向随机可靠性分析的转换,提出了模糊随机广义失效概率计算的自适应重要抽样法,该方法利用模拟退火智能优化,在模拟的过程中逐步逼近模糊随机广义设计点,并在模拟过程中自适应地构造重要抽样函数,从而使得模糊随机失效概率的计算效率和精度大为提高。与传统的重要抽样法相比,本文方法无需首先求解失效模式的设计点。对非线性失效区和复杂等价概率密度函数,由于模拟退火智能优化在寻找设计点时比诸如一次二阶矩法(FOSM)更为有效,因而所提方法适合非线性失效区和复杂等价概率密度函数情况下的广义可靠性分析。另外,随着重要抽样密度函数逐步向最优值的自动调整,抽取的样本数逐渐增大,使后续构建的重要抽样函数更能体现对广义失效概率贡献的重要程度,并使失效概率的计算更加准确。文中算例证明了所提方法的合理性。  相似文献   

7.
弹性连杆机构广义刚度可靠性分析的数值模拟法   总被引:3,自引:0,他引:3  
首先对响应面法进行了改进并应用于弹性连杆机构刚度可靠性分析,以迭代的格式和选择最优插值点的响应面法确定弹性连杆机构刚度可靠性分析的极限状态函数,编制了相应的有限元程序。然后在考虑安全、失效状态模糊性的基础上建立了弹性连杆机构的广义可靠性分析模型;提出了以重要抽样法与描述性抽样法相结合来求解弹性连杆机构广义失效概率的方法,此方法可以大量减少抽样时间,并且可以大大提高抽样效率,从而加快结果的收敛速度。  相似文献   

8.
多模式自适应重要抽样法及其应用   总被引:3,自引:1,他引:2  
吕震宙  刘成立  傅霖 《力学学报》2006,38(5):705-711
针对多模式的可靠性分析,研究了其失效概率计算的自适应重要抽样法,该方法用模拟退火 算法来自动调整每个失效模式的重要抽样函数,使其逐渐趋近于估计方差最小的重要抽样 函数. 对于多个模式系统失效概率的计算,采用混合加权自适应重要抽样的方法, 反映了每个 失效模式对系统失效概率的贡献;对于系统失效模式所含基本变量不全相同的情况,提出了 扩展自适应重要抽样法, 来统一所有失效模式中的基本变量,从而使得混合自适应 重要抽样, 可以方便地求解变量不全相同时的系统失效概率. 对估计值方差和变异系数的计算公 式进行了推导. 验证算例结果, 充分说明方法的合理性与可行性.  相似文献   

9.
基于鞍点估计及其改进法的可靠性灵敏度分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
宋述芳  吕震宙 《力学学报》2011,43(1):162-168
鞍点估计可以直接逼近非正态变量空间中线性功能函数概率分布, 进而得出 功能函数的失效概率. 在此基础上进行了基于鞍点估计的可靠性灵敏度分析. 对于非线 性功能函数, 尤其是强非线性功能函数, 基于鞍点估计进行可靠性及灵敏度分析时存在较大的误 差, 为此建立了基于鞍点估计的改进方法------鞍点线抽样方法的可靠性灵敏度分析. 在标 准化的变量空间中利用线抽样方法的样本点将系统失效概率转化为一系列线性响应功能函数 失效概率的平均值, 从而可靠性灵敏度转化为一系列线性响应功能函数的失效概率对随机变 量分布参数偏导数的平均值, 再采用鞍点概率估计方法直接估计非正态变量标准化空间中这 一系列线性响应功能函数的失效概率及可靠性灵敏度. 通过比较两种方法的基本思想、实现 过程和算例结果可以发现: (1) 第1种方法只适用于线性程度较好的功能函数的情 况, 其误差主要来源于非线性极限状态函数的线性化; (2) 改进方法给出的是失效 概率及失效概率对随机变量分布参数偏导数的估计值, 这些估计值随样本点数的增 加而趋于真值, 并且该方法可以考虑功能函数的非线性对失效概率的影响, 因 此具有广泛的适用范围.  相似文献   

10.
针对非线性极限状态方程,发展了两种基本随机变量为非正态情况下的可靠性敏度分析方法:基于改进一次二阶矩的近似解析法和基于Monte-Carlo的数字模拟法.近似解析法中非正态变量首先被等价变换为正态变量,然后用正态变量的敏度分析法和隐函数求导法则来得到失效概率对非正态变量分布参数的灵敏度,求解敏度的数字模拟法是从计算失效概率的所有样本点中选取合适的抽样点,利用回归分析和隐函数求导法则来求取可靠性灵敏度的.所提方法被用于非线性蠕变疲劳失效模式的可靠性灵敏度分析,近似解析法和数字模拟法结果的一致说明了所提方法的合理可行.蠕变疲劳失效的可靠性灵敏度随参数的变化趋势分析为工程设计提供了有益指导.  相似文献   

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