可靠度分析

摘要： 传统边坡稳定性分析主要采用确定性计算方法,这些方法都是建立在各类物理力学参数为定值的基础上。然而受地质条件、气象、水文等因素的影响,这些参数均具有一定的不确定性。为了提高边坡稳定性分析的准确性,有必要引入可靠度分析方法来考虑物理力学参数的不确定性。本文针对FLAC强度折减法计算边坡稳定性系数时计算量大、耗时长的问题,编写MATLAB与FLAC的接口程序,运用FLAC内置命令流“bracket 0.99,1.01”缩短稳定性系数计算时间。同时引入支持向量机方法构建边坡稳定性状态的二分类代理模型,结合蒙特卡罗模拟快速计算边坡的失稳概率。最后结合单层土质边坡算例,并和直接蒙特卡罗模拟进行对比,论证本方法的高效性及准确性。

摘要： 为研究房屋建筑和市政工程建筑起重机械安全情况、检测公司的检测质量以及设备安装质量,论文用Bayes理论,从清远市2020年市属在用建筑起重机械监督检测的86个工程和367台建筑起重机械的工程实例检测样本集作为先验分布研究对象,对2019年清远市第四季度起重机械随机抽检数据作为后验分布研究对象,进行可靠度分析,运用Matlab软件实现算法,得到2019年合格率可靠度指标低于目标可靠度指标,认为后验分布研究对象的检测情况要差于先验分布研究对象的检测情况,即2020年检测公司的检测质量和安装质量要优于2019年。

摘要： 采用水泥固化疏浚淤泥作为堤坝填料往往会使堤坝土体参数具有较高的变异性;同时,在水泥土堤坝填筑过程中,通常设置水平排水板加速土体排水固结,这使得主固结完成后水泥土强度随排水板位置呈现一定空间变化趋势,通常的平稳或准平稳随机场模型很难表征这一趋势。为此,提出一种不排水抗剪强度垂直排水板方向衰减的非平稳随机场模型,并以水泥土堤坝边坡为例,结合强度折减法和蒙特卡洛模拟,对比提出的非平稳随机场模型和传统平稳随机场模型、深度趋势非平稳随机场模型对边坡安全系数和滑动面分布的影响,讨论模型中趋势参数对可靠度的影响。结果表明:平稳随机场模型及深度趋势非平稳随机场模型的计算结果偏于危险,提出的非平稳随机场模型既能考虑土体不排水抗剪强度沿深度方向的趋势项与随机波动项,又能考虑其沿垂直排水板方向的衰减趋势,与现有研究符合较好。

摘要： 为研究龄期变化和围岩应力释放对隧道初期支护强度和可靠度的影响。采用白阳山非机动车隧道的数据,对其支护可靠度进行计算及对比分析。先考虑实际隧道开挖过程中应力释放和混凝土硬化的影响,根据现场监控量测数据,基于BP神经网络算法进行反演,得到围岩力学参数和开挖过程中隧道监测点的位移量,并将反演计算得到的位移值与现场实测值进行对比验证,并据此对围岩应力变化情况进行分析。再根据衬砌极限抗拉与抗压方程,计算得到隧道开挖过程中隧道初期支护可靠度的变化规律。研究结果表明:衬砌应力增长主要发生在施加完成后的初始阶段,完成施加衬砌2~7 d后可靠度最低,该期间衬砌最有可能遭到破坏,且最小可靠度出现在拱腰位置;如果考虑应力释放及混凝土硬化过程的影响,衬砌可靠度会更低。该分析结果可为隧道安全施工提供借鉴。

摘要： 直立锁缝屋面系统由于自重轻、柔性大,在强风作用下常发生风揭破坏。为减少风揭破坏的发生,进行直立锁缝屋面系统抗风揭可靠度分析极为必要。鉴于此,该文提出了基于主动学习Kriging模型的Monte Carlo法(AK-MCS)的直立锁缝屋面系统抗风揭可靠度分析方法。建立直立锁缝屋面系统力学模型以分析其破坏模式,并推导其失效准则对应的极限状态函数;结合AK-MCS法和推导的极限状态函数建立了直立锁缝屋面系统抗风揭可靠度分析方法;以典型实际工程的直立锁缝屋面系统为例进行了抗风揭可靠度分析。分析结果表明:该文方法兼顾精度与效率,与拉丁超立方抽样的Monte Carlo法(LHS-MCS)相比,其计算的可靠度指标的相对误差为3.74%,而计算成本仅为LHS-MCS法的25.1%;该文方法计算所得的直立锁缝屋面系统可靠度指标β=2.7703,相比规范要求的可靠度指标偏低,建议在支座与屋面板锁缝处采取相应的加强措施。

摘要： 对栓接Q690角钢在火灾后的净截面受拉承载力展开研究,参考过火后高强钢Q690材性试验结果,利用ABAQUS建立栓接Q690角钢的有限元模型,分析面外偏心距、螺栓连接长度、过火温度对火灾后栓接Q690角钢净截面受拉承载力的影响;将已有相关公式及规范公式的计算结果与模拟得到的角钢支撑受拉极限荷载进行比较;基于最小二乘法,提出了Q690角钢净截面受拉承载力的有效截面系数公式,对比了数值结果及其他文献试验结果;基于数值模拟数据库,进行了可靠度分析。结果表明:有效截面系数随着螺栓连接长度的增大而增大,随着面外偏心距的增大而减小,而过火温度对有效截面系数几乎没有影响;美国规范AISC 360-16对不同过火温度下Q690角钢净截面受拉承载力预测结果偏于不安全,中国现行《钢结构设计标准》预测结果偏于离散;提出的计算公式对于不同过火温度下的栓接Q690角钢净截面受拉承载力均能进行较好预测;推荐所提出公式计算火灾后栓接Q690角钢净截面受拉承载力的抗力分项系数为1.061。

摘要： 目的分析某自动步枪发射机构的可靠性。方法用故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的方法对自动武器发射机构进行危害度分析,通过参考GJB 450A和GJB 1391制定危害程度的评判参考标准,列举出故障,并对故障的危害程度进行评分,找出危害影响最严重的故障优先进行可靠性分析。再通过三维建模软件和动力学分析软件对发射机构进行动力学仿真,将动力学仿真得到的结果导入有限元仿真软件,通过力学分析得到零部件的最大应力,运用应力–强度干涉理论求出可靠度。最后给出严重故障的可靠度分析。结果在FMECA分析综合评分后,得出某自动步枪发射机构最严重的故障模式是超越保险异常击发。通过ADAMS仿真进行受力分析,发射机构中受力最大的零件为单发阻铁和击锤,使用应力–强度干涉理论进行可靠度计算,计算得到单发阻铁的基础可靠性为99.952%,击锤的基础可靠性为99.955%,发射机构的基础可靠度为99.907%。结论发射机构的基础可靠度非常高,因此影响发射机构可靠度的因素主要是机构运动不可靠。在自动武器非正常操作时,将导致零部件位置异常,从而出现任务不可靠。可以通过改进零部件的方法防止故障发生,提高发射机构的任务可靠度。

摘要： 为了探讨浸润线不确定性对边坡失效概率的影响,利用一正态分布变量模拟了浸润线的随机变化,在软件Geo-Studio中建立边坡模型,编制python程序进行批量处理实现了考虑浸润线不确定性的边坡失效概率蒙特卡罗模拟过程。分析了:仅考虑土体参数不确定性(无浸润线);仅考虑土体参数不确定性(确定浸润线);仅考虑浸润线不确定性(确定土体参数);同时考虑土体参数不确定性和浸润线不确定性等四种工况下边坡失效概率,对比发现:工况1下,边坡失效概率最低;工况2下,边坡失效概率随着浸润线最高位置的抬升直线增加,浸润线最高位置每抬升1 m,失效概率增加0.05;工况3下,边坡失效概率随着浸润线位置的抬升迅速增大,呈非线性增长趋势;工况4下,在浸润线位置较高时,边坡失效概率介于工况2和工况3之间;在浸润线位置较低时,工况3得出的失效概率明显低于工况2与工况4,工况4略高于工况2。说明在浸润线位置较高时,工况3得出的失效概率偏大,而工况2得出的失效概率偏小,在浸润线位置较低时,工况3与工况2得出的失效概率均偏小,建议在涉水边坡可靠度分析时应同时考虑土体参数不确定性与浸润线不确定性。

摘要： 地震动和坝体结构参数的随机性均对重力坝抗滑稳定可靠度有重要影响。首先建立了重力坝建基面抗滑稳定极限状态方程,将坝体水平和竖向惯性力随机过程的最大值作为随机变量,根据随机过程参数获得此随机变量的均值和方差,实现了将地震荷载和结构参数双重随机性问题统一到随机变量模式下;然后采用JC法分析了某实际工程重力坝建基面抗滑稳定可靠度,并结合地震发生的概率分析了该重力坝抗滑稳定的失效概率;最后采用正交试验法分析了各结构随机参数对可靠度和失效概率的敏感性。结果表明:本文提出将随机过程最大值作为随机变量的方法可以用于地震动和结构参数双重随机情况下的重力坝抗滑稳定可靠度分析;实例工程混凝土重力坝沿建基面抗滑稳定可靠指标为4.23,失效概率为0.00117%;坝体材料密度、地基泊松比以及建基面黏聚力系数和摩擦系数对可靠度计算结果影响较为显著。

摘要： 为减少直立锁缝屋面系统在下击暴流作用下的风揭损毁事故,提出了下击暴流作用下的直立锁缝屋面系统抗风揭可靠度评估方法.采用大涡模拟(large eddy simulation,LES)方法来分析下击暴流作用下屋面风荷载特征,以不同的风向角为工况,得到屋面的极值风荷载大小及其分布位置.选取屋面最不利位置建立局部仿真模型并推导了相应的失效准则和极限状态函数.基于拉丁超立方抽样的Monte Carlo法(LHS-MCS)对下击暴流作用下的直立锁缝屋面系统进行可靠度评估.结合常态风可靠指标以及相关规范对分析结果进行了评价.研究结果表明:下击暴流相比常态风更易造成直立锁缝屋面系统风揭破坏,同时下击暴流作用下可靠指标仅满足规范要求的第三级安全水准,建议对重要建筑物进行直立锁缝屋面系统设计时考虑下击暴流的影响.

摘要： 大跨度公共场所一般采用空间网格结构作为屋面承重体系,其抗连续性垮塌性能一直是工程师和科研人员关注的重点.本文在综述结构抗连续性垮塌以及可靠度分析方法的基础上,将结构可靠度分析理论应用到空间网格结构抗倒塌分析中,使得工程师可以采用更加准确且科学的概率语言去描述空间网格结构连续性倒塌力学行为.

摘要： 基于ANSYS中PDS模块,采用响应面法对某工程铸钢球铰支座节点进行了可靠性分析和评估.经过分析表明该铸钢球铰支座节点的性能安全可靠,强度储备充分.在灵敏度分析中,屈服强度对于该铸钢节点的最大等效应力影响最大.本文的研究方法可为其他类似节点的可靠度分析提供借鉴.

摘要： 针对在南海海域频发的台风自然灾害,考虑海况随机性,结构随机性以及作业参数的随机性,采用梯度投影确定取样点的响应面法,分别建立P2D、D2P和P2P(P指生产立管,D指钻井立管)三种作业模式下TLP串行立管系统的结构极限状态方程.并在建立立管可靠性分析模型的基础上,确定一种立管可靠度计算方法.算例结合南海某TLP平台给出了上述方法的具体应用.研究表明,10年一遇台风情况下,P2D、D2P和P2P三种工况中生产立管系统的失效概率均小于0.001％,钻井立管系统的可靠度分别为0.016％和0.113％.在大于200年一遇的强台风情况下,P2P工况时的上下游生产立管系统失效概率均大于0.32％和0.018％.因此建议10年一遇台风情况下,停止钻井立管作业;在大于200年一遇的强台风情况下,停止生产立管作业.研究结果可为南海TLP立管系统可靠度评估及安全作业技术支持.

摘要： 争岗滑坡稳定性研究是澜沧江古水水电站的重大工程技术问题.本文集有限元数值计算和极限平衡分析两者优势于一体,分析了争岗堆积体不同期次滑坡的稳定性及破坏机理,考虑到堆积体结构构成具有随机性,应用空间变异性理论对争岗滑坡的破坏概率进行了分析.结果表明:争岗工区三期滑坡体的安全系数最低,Ⅰ区滑坡破坏模式为牵引式;Ⅱ区一期滑坡体稳定性较差,Ⅱ区滑坡破坏模式为推移式滑坡.基于空间变异性理论的滑坡破坏概率分析则显示:Ⅰ区三期破坏概率为99.4％,Ⅱ区一期破坏概率为98.6％.

摘要： 以水平地震和竖向荷载作用下的RC框架柱为研究对象,分析了其控制截面的弯矩荷载效应比值与轴压力荷载效应比值的取值规律,阐明了偏心距存在随机变异性的原因.基于规范中的大偏压构件承载力计算式,建立了考虑偏心距随机特性的失效方程,并通过实例对比揭示了现行设计方法的不足.然后采用Monte Carlo方法对典型RC大偏压框架柱的可靠度进行了分析.结果表明RC大偏压柱的可靠指标会随轴压力荷载效应比值的增大而增大,且当轴压力荷载效应比值较小时,现行规范会过高估计其可靠性,导致设计偏于不安全.

摘要： 洞桩法能够较好地控制地层变形和对周边既有建(构)筑物的影响,目前已成为北京地铁暗挖车站施工的主流工法.本文以北京地铁8号线木樨园车站工程为背景,应用响应面法对地表沉降进行可靠度分析;利用MIDAS/GTS有限元软件,结合现场监测数据,分析了车站施工对地表沉降的影响规律,并对施工方案进行了优化设计.实测结果与数值模拟相吻合,且未超过地表沉降控制标准,说明了本工程所采取的施工方案及施工工艺的有效性.

摘要： 目前,中国各个城市正在开展黑臭水体治理工作,河道内设置污水收集系统是重要的措施之一,本文充分论证了球墨铸铁管与球墨铸铁检查井组合方案在河道敷设各种技术条件下的可靠度和安全性.该方案已在太仓市黑臭水体治理项目中实施,其首段工程已通过验收,同时在福州市黑臭水体治理项目中已通过方案论证.

摘要： 目前,中国各个城市正在开展黑臭水体治理工作,河道内设置污水收集系统是重要的措施之一,本文充分论证了球墨铸铁管与球墨铸铁检查井组合方案在河道敷设各种技术条件下的可靠度和安全性.该方案已在太仓市黑臭水体治理项目中实施,其首段工程已通过验收,同时在福州市黑臭水体治理项目中已通过方案论证.

摘要： 目前,中国各个城市正在开展黑臭水体治理工作,河道内设置污水收集系统是重要的措施之一,本文充分论证了球墨铸铁管与球墨铸铁检查井组合方案在河道敷设各种技术条件下的可靠度和安全性.该方案已在太仓市黑臭水体治理项目中实施,其首段工程已通过验收,同时在福州市黑臭水体治理项目中已通过方案论证.

摘要： 目前,中国各个城市正在开展黑臭水体治理工作,河道内设置污水收集系统是重要的措施之一,本文充分论证了球墨铸铁管与球墨铸铁检查井组合方案在河道敷设各种技术条件下的可靠度和安全性.该方案已在太仓市黑臭水体治理项目中实施,其首段工程已通过验收,同时在福州市黑臭水体治理项目中已通过方案论证.

摘要： 本发明提供一种基于确信可靠度的齿轮可靠性分析方法，包括以下步骤：S1、建立失效机理模型；S2、确定齿轮系统的性能参数p和性能参数阀值pth，获得性能裕量模型；S3、判断性能参数p和性能参数阀值pth服从的分布类型，并执行S4、S5和S6，选择相应地齿轮系统确信可靠度表达式；S4、性能参数p和性能参数阀值pth都是不确定变量下的齿轮系统确信可靠度表达式；S5、性能参数p是随机变量，性能参数阀值pth是不确定变量下的齿轮系统确信可靠度表达式；S6、性能参数p是不确定变量，性能参数阀值pth是随机变量下的齿轮系统确信可靠度表达式；S7、计算齿轮系统确信可靠度。通过本方法计算了不同失效模式下的确信可靠度，并进行了参数的灵敏度分析，对齿轮可靠性的提高有重要意义。

摘要： 本发明公开了一种可靠性敏感度驱动的高端复杂装备可靠性分析方法，以复杂装备故障模式、零部件、失效原因和可靠性指标体系为基础，将故障模式间、失效原因间的关联关系综合纳入复杂装备可靠性分析模型，弥补了传统可靠性分析模型仅侧重功能拓扑结构的不足，扩展了复杂装备可靠性模型的表达能力；以可靠性指标对系统整体可靠性影响的敏感度作为分析系统可靠性波动的动因，减少了可靠性分析过程中的人为因素，降低了可靠性分析过程中的人为不确定性，有效提高了复杂装备可靠性分析的客观性和精准度。

摘要： 本发明公开了一种基于Sobol拟蒙特卡洛和Box‑Muller变换的结构可靠度灵敏度分析方法，该方法基于Sobol序列和Box‑Muller变换产生低差异性的样本用于轴正交重要抽样计算结构可靠度。当随机变量均服从正态分布时，将可靠度灵敏度的计算等效为一系列通过样本点在极限状态曲面上的投影点，与极限状态函数切平面平行的超平面对应功能函数的结构失效概率灵敏度之和；当包含非正态随机变量时，以差分方法计算结构失效概率灵敏度。本发明在土木工程、机械工程、航空航天等领域，以可靠性为目标的结构或产品参数灵敏度计算及优化设计上有很好的应用价值，通用性和适应性好，计算量小、精度高，扩展了重要抽样方法在结构可靠度灵敏度分析上的适用范围。

摘要： 本发明公开了一种滚动轴承的接触疲劳可靠性和可靠性灵敏度分析方法，基于滚动轴承的动力学模型，在考虑载荷、几何和材料参数的随机性的基础上，采用拉丁超立方设计和响应面法相结合，获得滚动体与滚道接触区域内的等效接触应力与随机变量之间的映射关系，以考虑轴承材料性能退化的疲劳极限强度为阈值建立滚动轴承的可靠性设计模型，推导得到滚动轴承可靠性和可靠性灵敏度的矩阵形式公式，获得各个基本随机参数的变化影响滚动轴承可靠性和可靠性灵敏度的变化规律和大小排序。该方法能够在获取有限的概率信息，无法准确确定随机变量的概率分布的情况下，实现对滚动轴承接触疲劳的可靠性和可靠性灵敏度分析。

摘要： 本发明提供一种基于确信可靠度的齿轮可靠性分析方法，包括以下步骤：S1、建立失效机理模型；S2、确定齿轮系统的性能参数p和性能参数阀值pth，获得性能裕量模型；S3、判断性能参数p和性能参数阀值pth服从的分布类型，并执行S4、S5和S6，选择相应地齿轮系统确信可靠度表达式；S4、性能参数p和性能参数阀值pth都是不确定变量下的齿轮系统确信可靠度表达式；S5、性能参数p是随机变量，性能参数阀值pth是不确定变量下的齿轮系统确信可靠度表达式；S6、性能参数p是不确定变量，性能参数阀值pth是随机变量下的齿轮系统确信可靠度表达式；S7、计算齿轮系统确信可靠度。通过本方法计算了不同失效模式下的确信可靠度，并进行了参数的灵敏度分析，对齿轮可靠性的提高有重要意义。

摘要： 本发明公开了一种可靠性敏感度驱动的高端复杂装备可靠性分析方法，以复杂装备故障模式、零部件、失效原因和可靠性指标体系为基础，将故障模式间、失效原因间的关联关系综合纳入复杂装备可靠性分析模型，弥补了传统可靠性分析模型仅侧重功能拓扑结构的不足，扩展了复杂装备可靠性模型的表达能力；以可靠性指标对系统整体可靠性影响的敏感度作为分析系统可靠性波动的动因，减少了可靠性分析过程中的人为因素，降低了可靠性分析过程中的人为不确定性，有效提高了复杂装备可靠性分析的客观性和精准度。

摘要： 本发明公开了一种基于Sobol拟蒙特卡洛和Box‑Muller变换的结构可靠度灵敏度分析方法，该方法基于Sobol序列和Box‑Muller变换产生低差异性的样本用于轴正交重要抽样计算结构可靠度。当随机变量均服从正态分布时，将可靠度灵敏度的计算等效为一系列通过样本点在极限状态曲面上的投影点，与极限状态函数切平面平行的超平面对应功能函数的结构失效概率灵敏度之和；当包含非正态随机变量时，以差分方法计算结构失效概率灵敏度。本发明在土木工程、机械工程、航空航天等领域，以可靠性为目标的结构或产品参数灵敏度计算及优化设计上有很好的应用价值，通用性和适应性好，计算量小、精度高，扩展了重要抽样方法在结构可靠度灵敏度分析上的适用范围。

摘要： 可靠度检测装置包括控制电路、多个振荡器电路以及输出电路。控制电路用以根据模式信号产生多个使能信号。多个振荡器电路用以输出多个振荡信号。该些振荡器电路中的每一者用以在模式信号具有第一逻辑值时根据切换信号产生该多个振荡信号中的对应振荡信号，并在模式信号具有第二逻辑值时根据该多个使能信号中的对应使能信号产生对应振荡信号。切换信号与功能性电路相关联。输出电路用以在模式信号具有第二逻辑值时根据该多个振荡信号输出检测信号，其中检测信号用以反映功能性电路的可靠度。

摘要： 本发明公开了一种基于GSPN可靠性模型的可靠度分析方法，该方法有五大步骤：一、从GSPN模型的初态开始分析，将初始显态记录在可达矩阵ReachStaMat中；二、依次分析可达矩阵ReachStaMat中的每一状态，将每一状态可转移到的下一显态(集)记录到ReachStaMat中；三、由获得的矩阵GeneratMat求解连续时间马尔克夫链的转移速率矩阵；四、根据马尔克夫动态过程，由马尔克夫链的转移速率矩阵求解系统可靠度；五、分析结束。本发明是针对飞控系统GSPN可靠性模型的计算机自动化求解过程而提出的，这种方法节约了计算机的内存存储空间，提高了计算效率，同时也利于指出系统建模不当的地方。它在可靠性分析技术领域里具有实用价值和广阔的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种基于GSPN可靠性模型的可靠度分析方法，该方法有五大步骤：一、从GSPN模型的初态开始分析，将初始显态记录在可达矩阵ReachStaMat中；二、依次分析可达矩阵ReachStaMat中的每一状态，将每一状态可转移到的下一显态(集)记录到ReachStaMat中；三、由获得的矩阵GeneratMat求解连续时间马尔克夫链的转移速率矩阵；四、根据马尔克夫动态过程，由马尔克夫链的转移速率矩阵求解系统可靠度；五、分析结束。本发明是针对飞控系统GSPN可靠性模型的计算机自动化求解过程而提出的，这种方法节约了计算机的内存存储空间，提高了计算效率，同时也利于指出系统建模不当的地方。它在可靠性分析技术领域里具有实用价值和广阔的应用前景。