检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：孙逸西安电子科技大学

学位级别：硕士

在机械零件与系统的可靠性计算中,由于机械设备的输入载荷、失效模式、结构特征函数等都在时间、空间和强度上存在相当大的随机性,使得最终输出的结果(包括可靠性预测)可能产生不可预知的跃动,即非线性状态。而非线性方程是非常难以求解... 详细信息

在机械零件与系统的可靠性计算中,由于机械设备的输入载荷、失效模式、结构特征函数等都在时间、空间和强度上存在相当大的随机性,使得最终输出的结果(包括可靠性预测)可能产生不可预知的跃动,即非线性状态。而非线性方程是非常难以求解的,这为机械零件与系统的可靠性计算工作带来了巨大的挑战与难度。所以,将非线性问题作为考量对于可靠度计算的研究发展非常重要,也是非常必要的方向。本文从机械零件多次载荷作用下的动态可靠度研究出发,结合概率密度演化理论,提出一种新的机械零件动态可靠度计算模型,并基于此讨论了一种新的机械系统可靠度计算方法,之后对系统在多种因素下的安全和风险评估以及冗余算法优化等问题进行了考察。论文的主要工作如下:1.回溯了国内外对机械可靠性研究的历史,论证了本文提出问题与所用根据的合理性。基于已有的机械零件的动态可靠度模型,结合概率密度演化理论(PDEM),提出了可用于分析非线性系统下的动态可靠度计算模型,并采单边差分法对偏微分方程进行了数值计算。2.传统方法计算机械系统的可靠度,一般效仿电子元件可靠度计算,根据电子系统的连接逻辑将每个零件进行简单的计算,这种方法忽视了机械零件失效相关的客观存在,与工程实际并不相符。本文立足于Copula相关性理论,提出了一种将零件之间失效相关纳入系统可靠性考量的计算模型。3.由于复杂装备系统多是典型的由电子、机械、控制部分集成的系统,有结构件、电子元件、控制元件和电气设备等单元组成,因此该类系统可靠性计算必须考虑到各方面的耦合性。本文将采用层次分析法(AHP)对复杂系统进行分层结构化处理,并建立多层级可靠性评价体系,以便设计师更有效地识别系统薄弱环节、合理区别对待每个单元及其影响并开展可靠性优化设计工作。4.冗余设计通过增加备用零件以达到提升系统可靠性的目的,是一种操作便捷,成本相对低廉的设计思路。理论上,随着备用零件的增加,系统失效率可以无限接近于零,但是作为经济生产工具,严格控制其成本、安装体积和重量也十分重要。上述问题可以简化为“带边界条件的多目标算法优化”问题,随着优化目标的增多与动态环境的日趋复杂,优化结果的准确性将面临考验。本文将在机械系统冗余设计的基础上,利用粒子群算法、遗传算法、模拟退火法等智能算法,提出一种旨在寻求更准确结果的新型算法。

关键词：动态可靠性概率密度演化法 Copula函数多层级系统冗余优化

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基于概率密度演化法的装配式箱涵整体可靠度研究

基于概率密度演化法的装配式箱涵整体可靠度研究

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作者：刘子傲东北大学

学位级别：硕士

装配式箱型涵洞结构是公路和铁路建设中的重要组成部分，如何保证该类型结构在设计和使用过程中具有足够的安全性、适用性和耐久性(统称为可靠性)是一个值得研究的问题，可靠度可用来评估结构的该性能，传统的可靠度分析理论在计算效率... 详细信息

装配式箱型涵洞结构是公路和铁路建设中的重要组成部分，如何保证该类型结构在设计和使用过程中具有足够的安全性、适用性和耐久性(统称为可靠性)是一个值得研究的问题，可靠度可用来评估结构的该性能，传统的可靠度分析理论在计算效率和精度等方面存在一定的局限性。在这一背景下，本文依托吉林省白城市大庆至广州高速公路中的装配式箱型涵洞项目，基于概率密度演化理论开展了对装配式箱涵的整体可靠度研究。　　首先，根据装配式箱涵的结构特点将结构分为顶板、侧墙及底板组成的整体、铰缝构造处三个构件，通过ABAQUS有限元分析得到各构件的破坏形态，进而确定对顶板、侧墙及底板组成的整体进行抗弯可靠度研究，对铰缝构造处进行抗剪可靠度研究。　　其次，确定用于分析装配式箱涵不同构件可靠度的功能函数，对其中的随机变量进行特性统计，并采用验算点法对各个参数进行敏感性分析，进而利用蒙特卡罗法求得各构件的可靠度，为装配式箱涵构件可靠度分析提供可参考的实例。　　再次，针对蒙特卡罗法分析装配式箱涵构件可靠度存在随机收敛性和耗时性的问题，采用基于概率密度演化理论的可靠度分析方法，对敏感性较高的随机参数运用基于广义F偏差最小化的点集重整技术在概率空间选点，进行确定性分析,经MATLAB编程求解概率密度演化方程，得到不同构件响应的概率密度函数并在失效域上积分得到构件静力可靠度。经过与基于蒙特卡罗法的构件可靠度分析结果对比表明:该方法能够充分考虑参数随机性，计算结果较为精确且耗时较短。　　最后，确定装配式箱涵结构体系为串联体系，考虑各个构件间的相关性，得到了箱涵的体系可靠度。该结果与不考虑构件间相关性的研究结果相比较小，对箱涵体系可靠性的评估也更加保守。此外，考虑箱涵在使用过程中混凝土碳化、开裂以及钢筋锈蚀等因素的影响，确立抗力衰减模型，进而得到了结构构件抗力均值的变化趋势，以及箱涵构件和体系可靠指标的时变规律，预测了箱涵结构的预期使用寿命。

关键词：装配式箱涵概率密度演化法整体可靠度抗力衰减寿命预测

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基于概率密度演化的铅芯橡胶支座水平等效刚度不确定性

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地震工程与工程振动 2018年第6期38卷 145-152页

作者：薛斌朱玉华何毅卢文胜同济大学土木工程学院上海200092

铅芯橡胶支座水平等效刚度是影响水平隔震效果的主要指标,其材料特性及尺寸参数等在制作过程中存在变异性,因而引起支座水平等效刚度的不确定性。本文考虑铅芯橡胶支座四个尺寸参数和四个材性参数的变异性,引入变异系数,基于概率密度演... 详细信息

铅芯橡胶支座水平等效刚度是影响水平隔震效果的主要指标,其材料特性及尺寸参数等在制作过程中存在变异性,因而引起支座水平等效刚度的不确定性。本文考虑铅芯橡胶支座四个尺寸参数和四个材性参数的变异性,引入变异系数,基于概率密度演化方法得到支座水平等效刚度的概率密度曲线(PDF),引入保证率,分析参数变异对支座水平等效刚度不确定性的影响。结果表明:尺寸参数中的单层橡胶厚、支座直径、铅芯直径,材性参数中的橡胶剪切模量、铅芯屈服强度,对PDF曲线离散性影响较大,相应的刚度结果保证率较小,不确定性较大。除钢板层厚度外,尺寸参数变异时PDF曲线的离散性均大于材性参数变异时情况,其引起的水平等效刚度不确定性普遍较大。本文研究单参数独立变异对水平等效刚度不确定性的影响,为后续多参数综合变异时的相关研究进行前期探索。

关键词：铅芯橡胶支座水平等效刚度概率密度演化法变异系数不确定性

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随机结构TMD系统风振响应的概率密度演化分析

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电脑迷 2017年第25期 249-250页

作者：周全赵卿卿中国电建地产集团有限公司河南区域总部河南郑州 450000

本文采用概率密度演化方法,对比了随机结构在无控和TMD控制时结构动力响应和概率密度.结果表明,设置TMD后结构的安全性与舒适性大大改善,TMD对结构参数随机性具有一定的容错性.概率密度演化方法计算量小,精度高,与其他方法相比可获得更... 详细信息

本文采用概率密度演化方法,对比了随机结构在无控和TMD控制时结构动力响应和概率密度.结果表明,设置TMD后结构的安全性与舒适性大大改善,TMD对结构参数随机性具有一定的容错性.概率密度演化方法计算量小,精度高,与其他方法相比可获得更为精细的结构反应概率信息.

关键词：调谐阻尼器概率密度演化法风振响应随机结构

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基于概率密度演化方法的地铁车站随机动力响应与抗震可靠度分析

基于概率密度演化方法的地铁车站随机动力响应与抗震可靠度分析

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第十三届全国随机振动理论与应用学术会议暨第十一届全国随机动力学学术会议

作者：陈柯好庞锐徐斌大连理工大学建设工程学部水利工程学院

地铁作为城市交通命脉,在地震中频繁受到严重破坏,造成严重的生命财产损失。为了有效分析地铁车站的地震响应和动力可靠度,首先,本文采用随机函数-谱表示法和改进的功率谱密度模型,给出了《城市轨道交通结构抗震设计规范》中五类场地的... 详细信息

地铁作为城市交通命脉,在地震中频繁受到严重破坏,造成严重的生命财产损失。为了有效分析地铁车站的地震响应和动力可靠度,首先,本文采用随机函数-谱表示法和改进的功率谱密度模型,给出了《城市轨道交通结构抗震设计规范》中五类场地的模型参数,经过迭代生成了一系列与规范谱相吻合的随机地震动。然后,联合等价极值分布和概率密度演化法,基于层间转角、顶板底板间的相对竖向位移、损伤面积比三个评价指标重点分析了侧墙、顶板和中柱的随机动力响应和概率密度信息,依据累积分布函数划分了地铁车站的极限状态。结果表明:地铁车站的破坏存在累积效应,中柱的可靠度明显低于侧墙,与实际震害相符,本文提出的概率分析方法能发现结构中的薄弱处,并对结构的抗震性能进行合理的划分,为结构设计提供合理的参考。

关键词：地铁车站随机地震概率密度演化法随机动力响应抗震可靠度

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结构随机地震响应概率密度演化分析的部分分解切割选点法

结构随机地震响应概率密度演化分析的部分分解切割选点法

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第十五届全国振动理论及应用学术会议（NVTA2023）

作者：徐军张洋湖南大学土木工程学院

概率密度演化方法是开展结构随机地震响应分析的有效途径,其精度和效率往往取决于概率空间离散代表点的选取。本文提出了一类新颖的高维概率空间离散代表点选择方法。该方法首先采用改进的数论方法在单位超立方体中生成初始均匀点集;随... 详细信息

概率密度演化方法是开展结构随机地震响应分析的有效途径,其精度和效率往往取决于概率空间离散代表点的选取。本文提出了一类新颖的高维概率空间离散代表点选择方法。该方法首先采用改进的数论方法在单位超立方体中生成初始均匀点集;随后,提出了一种部分分解切割方法,从初始均匀点集中选择少量样本。并将这些选定的样本比例变换至单位超立方体中作为代表点。对于超高维问题,提出了一种新的生成向量用于高效生成代表点。此后,将单位超立方体中的离散代表点转换至原始随机空间中,并计算各代表点的赋得概率。为进一步提高精度,提出了基于特征函数的偏差度量,并基于该偏差和参数化点集重排模型优化原始随机空间中的代表点。通过两个数值算例验证了所提方法的有效性,并与蒙特卡罗模拟和Sobol序列的结果进行了比较。

关键词：随机空间数论方法部分分解切割法基于特征函数的偏差生成向量概率密度演化法

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一种新的洪水频率分析方法研究

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水利学报 2016年第6期47卷 798-808页

作者：王雪妮周晶大连理工大学建设工程学部水利工程学院辽宁大连116024

为解决采用参数法做洪水频率分析时的线型限制问题,同时避免非参数统计法计算过程中复杂的核函数选取问题,提出一种新的洪水频率分析手段,即基于概率密度演化法来推求洪水频率值。首先通过对概率密度演化法的介绍,给出了年最大洪峰流量... 详细信息

为解决采用参数法做洪水频率分析时的线型限制问题,同时避免非参数统计法计算过程中复杂的核函数选取问题,提出一种新的洪水频率分析手段,即基于概率密度演化法来推求洪水频率值。首先通过对概率密度演化法的介绍,给出了年最大洪峰流量联合概率密度函数模型;其次利用具有方向自适应性质的单边差分格式对模型进行数值求解,并对求解结果进行积分,得到洪峰流量概率密度函数值;最终,通过三次样条插值及梯形法由洪峰流量概率密度函数值推求洪峰流量频率值。分别以台湾石门水库及黑龙江省嫩江下游的大赉水文站为例,对其洪水频率进行分析。研究结果表明,同实际工程计算中经常应用的参数洪水频率分析方法相比,采用基于概率密度演化法得到的洪水频率曲线能更好地拟合经验频率点据,是一种有效的水文频率分析方法。

关键词：概率密度演化法年最大洪峰流量洪水频率分析

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基于PDEM的TTR参数振动响应分析策略

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华中科技大学学报（自然科学版） 2019年第12期47卷 104-109页

作者：周小宇李红霞黄一董磊磊大连理工大学船舶工程学院

提出了一种基于概率密度演化方法(PDEM)的结构动力可靠性分析策略,以一个特定的顶张紧式立管(TTR)为算例,计算了其随机参数激励振动响应的平均超越率,进而较为准确地评估了立管的动力可靠性.同时,还分析了立管发生参数共振时其响应概率... 详细信息

提出了一种基于概率密度演化方法(PDEM)的结构动力可靠性分析策略,以一个特定的顶张紧式立管(TTR)为算例,计算了其随机参数激励振动响应的平均超越率,进而较为准确地评估了立管的动力可靠性.同时,还分析了立管发生参数共振时其响应概率的重尾分布特性.最后,分析了立管振动系统中的阻尼、参数激励强度和参数激励频率对立管振动响应的影响.结果表明:增大阻尼和减小参数激励强度可以起到减弱参数共振的效果,但是在设计阶段,最为有效的避免参数共振的方法是调整结构的各阶固有频率,使其远离参数激励谱峰值频率的一半;当各阶固有频率与谱峰值频率的比例不在46%〜67%范围内时,参数共振效应很弱,可以忽略不计.

关键词：顶张紧式立管参数振动概率密度演化法平均超越率动力可靠性

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多维多点地震激励下随机K8单层球面网壳的可靠度分析

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工程力学 2010年第12期27卷 21-26,39页

作者：柳春光李会军大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连116024 大连理工大学土木水利学院大连116024

大跨度空间钢结构的多维多点抗震分析已有不少研究,但针对其随机反应极值分布的研究甚少。传统的基于跨越理论的方法仅在简单的场合和很强的假定下才可得解析解;而扩散过程理论方法仅在单自由度体系等简单情形下才能使用,基于此,将近年... 详细信息

大跨度空间钢结构的多维多点抗震分析已有不少研究,但针对其随机反应极值分布的研究甚少。传统的基于跨越理论的方法仅在简单的场合和很强的假定下才可得解析解;而扩散过程理论方法仅在单自由度体系等简单情形下才能使用,基于此,将近年来提出的概率密度演化法引入到多维多点激励下大跨度空间钢结构动力反应极值分布的计算中,该法构造了一个虚拟时间过程,建立概率密度演化方程并求解给出随机结构动力反应的极值分布,在安全域内积分即可给出结构动力可靠度。为验证其效率与精度,应用此法求得了多维多点地震激励下单层球面网壳结构的可靠度与极值分布,与随机模拟结果一致,因此引入的算法具有准确、高效和通用的特点。

关键词：大跨度空间钢结构极值分布动力可靠度多维多点激励概率密度演化法行波效应视波速

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基于随机动力分析的高土石坝极限抗震能力研究

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岩土工程学报 2024年第10期46卷 2237-2244页

作者：庞锐卢韵竹季睿徐斌大连理工大学建设工程学院辽宁大连116024 海岸和近海工程国家重点试验室(大连理工大学) 辽宁大连116024

地震动的随机性对大坝的动力响应影响较大,极限抗震能力作为大坝抗震安全性能的重要环节,在评估过程中也应该充分考虑荷载随机性的影响。基于大量高土石坝随机动力有限元计算,探究坝顶震陷率和坝坡累计滑移量两个重要坝体变形指标之间... 详细信息

地震动的随机性对大坝的动力响应影响较大,极限抗震能力作为大坝抗震安全性能的重要环节,在评估过程中也应该充分考虑荷载随机性的影响。基于大量高土石坝随机动力有限元计算,探究坝顶震陷率和坝坡累计滑移量两个重要坝体变形指标之间的关系,并建议了土石坝安全控制标准。利用概率密度演化法对高土石坝进行极限抗震能力分析。结果表明:震陷率随着累计滑移量的增大而增大,二者之间符合逻辑斯蒂增长模型;取10%的超越概率,以250m规则高面板堆石坝和高心墙堆石坝为例,极限抗震能力分别为0.7g~0.75g和0.8g~0.85g;从概率角度提出了评估大坝极限抗震能力的新方法。

关键词：随机动力分析高土石坝极限抗震能力谱表达-随机函数法概率密度演化法

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