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基本输入变量对其响应量影响的重要度的量化问题是概率风险评估以及灵敏度分析重要组成部分.针对矩独立重要性测度和基于方差的重要性测度的不足,在Borgonovo重要性测度的基础之上,提出了一种新的全局重要性测度指标.该指标将矩独立方法与基于方差方法思想相结合,既考虑基本输入变量对输出响应量整个分布的平均影响,又考虑了这种影响的分散程度,并且还避免采用单一的矩作为其输出响应量不确定性的评价标准.这在一定程度上增加了决策时的信息,避免决策错误.通过Ishigami检验函数模型算例以及Iman模型算例说明该指标的正确性,同时,通过九盒段机翼结构以及悬臂梁结构两个力学模型来说明该指标的合理性. 相似文献
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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
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针对基于方差方法的重要度信息量不足而矩独立重要度计算量大、求解难的缺点,将响应量的偏度和蜂度信息引入灵敏度分析中,定义了概率重要度和复合重要度,用于衡量基本变量对响应量分布形状的主要影响趋势及在该影响趋势下的影响程度.同时针对传统方法求解矩的困难,将控制理论中的状态依存参数模型运用于本文所提重要度的求解,极大程度地化筒了计算.最后,通过算例中与基于方差方法的重要度与矩独立重要度的比较,可知本文所提重要度涵盖了基于方差方法重要度和矩独立重要度的主要信息,说明本文重要度的合理性和正确性,算例与Monte Carlo数值模拟方法的比较,表明状态依存参数模型求解方法具有较好的计算精度和效率. 相似文献
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通过正则化基本变量的度量空间,定义了单个基本变量同时具有模糊和随机双重不确定性时的广义失效概率.在广义失效概率的计算中,模糊随机变量被等价变换为随机变量.从而使得广义失效概率的计算变换为随机失效概率的计算.当模糊随机变量的密度函数和隶属函数均为正态型时,推导了其等价概率密度函数的形式和参数.采用自适应线抽样方法对基本变量同时具有模糊和随机不确定性时的多模式广义失效概率进行了计算,并采用数值算例对自适应线抽样广义失效概率计算方法的效率和精度进行了验证.算例分析表明该方法的计算结果是合理的,并且由于自适应线抽样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
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基于线抽样的可靠性灵敏度分析方法 总被引:9,自引:1,他引:8
提出了一种基于线抽样的可靠性灵敏度分析方法.线抽样可靠性分析中,结构失效概率Pf是由每个抽样样本对应的失效概率Pfj的算术平均值来计算的,由此可知Pf对基本变量分布参数θ的灵敏度(э)Pf/(э)θ可以表示为Pfj对θ的偏导数(э)Pfj/(э)θ的算术平均值,而(э)Pfj/(э)θ则可以很容易地由Pfj与基本变量分布参数θ的解析关系求得. (э)Pfj/(э)θ和(э)Pf/(э)θ的计算公式被详细推导.可靠性灵敏度分析的线抽样方法继承了线抽样法的优点,诸如精度高,收敛快且适用于高维及多模式情况等.这些优点由算例证实. 相似文献
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正态变量相关情况下可靠性灵敏度分析的新方法 总被引:2,自引:2,他引:0
基于独立正态变量情况下可靠性灵敏度分析的线抽样法,提出了一种求解正态相关变量情况下可靠性灵敏度的新方法。在所提方法中,首先将正态相关变量等效变换为正态独立变量,然后利用线抽样方法独立完成等效独立变量情况下失效概率对独立变量的所有分布参数的灵敏度分析,最后依据等效变换前后变量分布参数之间的解析关系和复合函数求导公式,求得... 相似文献
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多模式自适应重要抽样法及其应用 总被引:2,自引:1,他引:2
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
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提出了一种基于小波阈值密度估计的结构可靠性分析高效自适应重要抽样方法.该方法利用非线性小波收缩方法对结构失效域样本进行密度估计,并以此作为重要抽样密度进行可靠性分析.与传统基于核密度估计的重要抽样方法比,由于非线性小波阈值密度估计具有较好局部适应性和最优收敛速度,且克服了核密度估计中计算精度严重依赖于参数选择的缺陷,因此以较少的预抽样样本就能获得与传统方法相当的精度,有效提高计算效率.数值算例表明所提方法对工程中常遇到的多设计点及噪音功能函数可靠性问题具有良好适应性. 相似文献
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子集模拟是当前可靠度计算领域常用的估计算法,相比于直接蒙特卡罗积分法,极大减少了函数调用的次数。子集模拟法一般使用单一采样器,然而不同采样器适用范围不同。如使用单一椭圆切片采样器,其遍历性较好但函数调用次数较多;而使用单一自适应条件采样时,其采样效率较高但样本容易陷入局部极值。单一采样器由于本身特性面对不同问题时失效概率的积分结果可能出现偏差,模拟效果不稳定。本文首次提出了一种混合采样子集模拟法,在子集模拟的前几层使用椭圆切片采样,此时失效区域收缩程度有限,函数调用次数在可接受的范围内,样本经过采样扩充后能充分探索参数空间,更有效地检测出所有失效区域。当失效区域收缩至一定限度后,使用自适应条件采样,此时种子样本继承了前几层样本较低的相关性,并在此基础上通过自适应条件采样更高效地增殖样本。本文通过四个模拟算例多种维度下的数值积分验证了该算法具有椭圆切片采样器较好的遍历性,同时采样效率位于椭圆切片采样与自适应条件采样之间,对于不同问题拥有良好的通用性。 相似文献