混凝土复合介质爆炸的不确定优化设计及其高效求解方法

研究不确定因素对炸药在混凝土复合介质中爆炸的影响,并在不确定因素的影响下进行优化设计。用区间数模型来描述系统中的不确定参数,建立相应的区间数优化模型;通过高维代理模型的引入,以及对其中二层嵌套优化问题进行直接解耦,得到了一种高效的求解方法。研究表明：算法经过8个迭代步收敛到最优解,最优解得到的最佳炸药装填深度约为64cm,最佳姿态角约为30°;经过三个迭代步就能迅速定位到最优解附近。算法保证了在最大化毁伤面积的同时,尽量地追求不确定因素影响最小,即综合考虑了毁伤最大和偏差最小。该不确定优化设计方法能有效地推广到相关领域的优化设计,为处理爆炸系统的装药设计和爆炸初始状态参数设计等方面提供了新思路。     

一种基于证据理论的结构可靠性分析方法

提出了一种基于证据理论的结构可靠性高效求解方法. 通过构造优化问题求解极限状态方程的非概率可靠性指标及设计验算点, 并构造一辅助区域. 通过辅助区域显著减少需要进行极值分析的焦元个数, 并基于区间分析方法减少焦元上极限状态方程的计算次数, 从而有效降低计算成本. 数值算例及工程应用验证了该方法的有效性.     

一种基于耗散能计算的高周疲劳参数预测方法

在热力学框架下,基于薄板假设,建立金属材料薄板试样在高周疲劳载荷作用下的热传导方程,将试样温度场数据和实时载荷信号导入,准确计算与高周疲劳损伤相关的单个循环内耗散能. 基于该方法,以316L不锈钢材料为例,通过实时监测试样不同应力水平下高周疲劳破坏全过程中耗散能的变化,拟合出耗散能-疲劳寿命曲线,呈现与传统的应力-疲劳寿命曲线相同的规律;提出一种新的预测高周疲劳极限的能量法,确定的疲劳极限与实验值相近.     

一种考虑相关性的概率--区间混合不确定模型及结构可靠性分析

提出了一种考虑相关性的概率--区间混合不确定性模型及结构可靠性分析方法,能够处理变量之间具有相关性的混合可靠性分析问题.分别针对概率变量,概率区间变量及区间变量定义了相关角的概念,用以定量描述变量之间的相关性;通过仿射坐标,将相关变量转换为独立变量;给出了其可靠性分析模型,并构建了一高效求解方法获得其可靠性指标和失效概率区间;最后通过分析两个数值算例,验证了方法的有效性.     

一种基于区间过程模型的时变可靠性分析方法

本文提出了一种基于区间过程模型的时变可靠性分析方法来处理涉及区间变量和区间过程的问题.首先,定义一种基于极值响应的可靠性指标来度量区间变量和区间过程不确定性下结构的可靠性.其次,建立并求解一双层优化模型以获得可靠性指标.在内层中,使用EGO方法计算功能函数关于时间的极值响应;在外层中,对极值响应关于原始区间变量和区间过程级数展开获得的区间变量进行优化,以得到其上边界和下边界.最后,通过两个例子以验证本文方法的有效性.     

不确定性移动载荷激励下弹性简支梁的动态响应边界分析及应用

不确定性移动载荷激励下的弹性梁振动是土木、机械和航空航天等工程领域普遍存在的一类重要问题。在许多实际工程中,不确定移动载荷的样本测试数据有限或测试成本较高,本文引入区间过程模型对此类动态不确定性参数进行描述,提出了一种求解不确定移动载荷激励下弹性梁振动响应边界的非随机振动分析方法。首先,介绍了确定性移动载荷激励下弹性梁的振动微分方程及其解析求解方法;其次,引入区间过程模型,以上下边界函数的形式对不确定性移动载荷进行度量,进而基于模态叠加法发展出弹性梁振动响应边界求解的非随机振动分析方法;最后,将上述非随机振动分析方法应用于车桥耦合振动问题。     

一种求解大型结构动力响应的快速计算方法

针对大型工程结构动力响应求解效率较低的问题,提出了一种基于减基法的快速求解方法。该方法对动力学方程进行时间域积分构建减基空间,利用Galerkin映射向减基空间进行投影得到减缩方程,利用减缩方程快速求得原系统的逼近解,从而大大提高了动力学方程的求解效率。该方法还考虑了Galerkin映射下的奇异性计算,文中算例验证了该...     

一种高效的概率-证据混合可靠性分析方法An efficient structural reliability anslysis method with both probability variable and evidence variable

针对同时包含概率变量和证据变量的混合不确定性问题，提出了一种高效的结构可靠性分析方法，在保证精度的前提下大幅提高了计算效率。借助证据变量均匀化手段，将传统概率可靠性分析中的最可能失效点（M PP）概念引入概率‐证据混合模型，基于M PP建立线性近似功能函数，并进行高效可靠性分析。最后通过三个工程算例验证了该方法的有效性。     

含概率与区间混合不确定性的系统可靠性分析方法

系统可靠性问题中通常存在大量的不确定参数,传统方法一般是基于概率模型对系统进行可靠性分析,但是实际工程中由于数据缺乏或试验条件的限制往往难以得到参数的精确概率分布.本文将结构体系一部分样本信息充足的不确定变量用随机变量进行描述,而另一部分样本缺乏的用区间表示,并提出了一种新的含概率与区间混合不确定性的系统可靠性分析方法.首先,基于一个高效求解方法获得单失效模式下结构的最小可靠度指标;再针对多失效模式下含概率与区间混合不确定性问题建立了系统可靠性分析模型;考虑各失效模式之间的相关性,通过线性相关度计算方法求得相关系数矩阵;最后提出了串联体系和并联体系可靠度求解方法.3个数值算例表明,该方法可以实现含概率与区间混合的多个非线性失效模式下系统可靠度的计算.通过对比传统的概率可靠性分析方法,本文方法只需要少量的不确定信息便可确保系统更加安全,更适合复杂结构系统可靠性的分析和设计.     

基于凸模型和伪概率分布的不确定性结构响应分析

针对传统凸模型方法分析不确定性结构时仅给出结构响应边界的局限性,论文结合基于体积比的伪概率度量和一次二阶矩提出一种结构响应不确定性量化的新方法.该方法在准确求解不确定性结构响应上下界的同时,给出了结构响应在上下界内的伪概率分布.首先利用椭球凸模型对结构不确定性进行建模,结构响应关于不确定性参数的传播方程将椭球分割成两个区域,则分割区域体积与椭球域总体积之比可作为伪概率来度量结构响应的不确定性;其次,用一次二阶矩法序列求解结构响应不确定性传播方程,有效获取最可能展开点及相应分割区域的近似体积.最后,通过一个典型的六杆桁架结构算例与传统凸模型方法和蒙特卡洛法进行比较,验证了论文方法对不确定性结构响应量化的有效性和优越性.