一次可靠度近似计算的两种新方法

摘要

在分析中心点法计算结构可靠度产生误差原因的基础上,借鉴其他一次二阶矩方法的优点,提出适合工程计算使用的两种新的结构可靠度计算方法,直接搜索法和加速收敛法。直接搜索法的思想是,以中心点法的结果为基础,构造一种显式搜索格式,使新的验算点比原来的验算点更靠近失效面。新的验算点的搜索路径是沿逼近面的梯度方向进行的,所以具有最速下降的性质。加速收敛法以第一类Chebyshev多项式为基础,首先给出第一类Chebyshev多项式与幂次多项式之间的变换关系,并将这种关系拓展到向量形式,再利用Chebyshev多项式优良的函数逼近性质,为逼近平面的选择提供部分高阶导数信息的支持。实例表明,文中提出的两种近似计算方法都具有良好的精度。直接搜索法的迭代程序虽不能保证搜索到全局最优点,但其在每一搜索步上的局部最优性质使误差得以控制。加速收敛法需要适当选择结构功能函数的形式,以得到高精度的结果,但这种方法不需迭代,计算简便,可为工程估算提供依据。