结构可靠性分析及基于响应面法的工程应用研究

摘要

本文主要采用了大型有限元分析软件ANSYS，对实际工程结构的可靠性进行了分析。文章介绍了结构可靠性研究的响应背景，重点阐述了蒙特卡罗法及响应面法两种计算结构可靠度的方法。利用ANSYS软件中的概率分析模块（PDS模块），从结构体的平均应力及结构顶点的最大位移两个方面，对结构构件进行了可靠性分析。
　　 通过上述工作，得到了以下主要结论：
　　 1.蒙特卡罗法与响应面法是计算工程结构可靠度的重要方法。蒙特卡罗法计算结构可靠度与影响因素的维数无关，计算精确，但所需要的计算次数较多，对于功能函数有明显函数表达式的可靠性分析较为合适；响应面法可以用来解决结构的功能函数为隐式的可靠度计算，特别是与有限元方法相结合，建立响应面的方法值得应用。
　　 2.通过相应的计算实例，对实际工程结构进行了可靠性分析，通过对工程结构顶点最大位移及结构体平均应力的可靠性分析，得到了相应的可靠指标和较为重要的影响因素。

目录

文摘

英文文摘

CONTENTS

第一章 绪论

1.1 概述

1.2 选题背景及意义

1.3 可靠性研究现状

1.4 本文的主要工作

第二章 结构可靠度的基本理论

2.1 结构可靠度的基本概念

2.1.1 结构可靠度与可靠指标

2.1.2 结构的极限状态

2.1.3 结构可靠度与失效概率

2.1.4 结构可靠指标

2.2 结构可靠指标的常用计算方法

2.2.1 中心点法

2.2.2 验算点法（JC法）

2.2.3 蒙特卡罗方法

2.2.4 响应面法

2.3 结构体系可靠度[24]-[26]

2.3.1 结构体系可靠度的分析模型

2.3.2 用主要失效模式预测结构体系可靠度

2.3.3 结构体系可靠度的分析计算方法[27]

2.3.4 串联体系和并联体系失效概率的计算

第三章 基于ANSYS软件的可靠性分析

3.1 引言

3.1.1 ANSYS软件简介[28]-[29]

3.1.2 ANSYS软件中的2可靠性分析步骤

3.2 ANSYS软件中的蒙特卡罗方法

3.2.1 抽样技术

3.2.2 输入变量值的确定

3.3 ANSYS软件中的响应面方法[30][31]

3.4 两种方法的相关操作

3.5 基于ANSYS的可靠性分析算例

第四章 实际工程结构可靠性分析

4.1 工程概况

4.2 数值计算模型及结构的变形和内力

4.3 响应面法分析

4.3.1 确定响应面方程

4.3.2 PDS后处理

4.4 剩余三个角点及平均应力的概率分析结果

第五章 结论与展望

5.1 分析结论

5.2 存在的不足及建议

参考文献

致谢

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