考虑失效相关的结构系统可靠性优化

摘要

失效相关是结构系统的普遍特性，而现有可靠性优化算法一般未考虑各元件的失效相关性。首先阐述结构系统失效相关机理，引入秩相关系数量化元件安全裕度之间的统计相关性．基于随机变量四阶矩信息运用Edgworth正交多项式逼近元件安全裕度的概率分布函数;再利用高斯Copula建立典型结构系统的可靠度函数，从而实现系统的概率目标或概率约束建模。为提高计算效率，一方面采用PCM法把多元正态积分转化为一系列条件概率的乘积，另一方面采用高精度近似式替代标准正态分布函数。基于高斯copula的可靠性优化模型，即考虑了失效相关性，又能保证设计精度和计算效率。