结构可靠度

摘要： 文章采用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络替代复杂的有限元模型分析,结合基于加权抽样和动态距离约束的自适应采样策略,建立一种颤振可靠度分析方法。基于全模态理论建立参数化颤振临界风速分析有限元模型,并将试验设计生成的样本代入有限元模型求解得到训练集,进而构建RBF模型;通过定义的自适应采样策略,在迭代过程中不断从蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)方法生成的样本中筛选出失效面附近的样本点添加至训练集,重新训练RBF模型直至满足收敛要求,并基于该RBF模型和MC样本直接计算得出颤振失效概率。通过2个经典数值算例对文中所提方法的有效性和准确性进行验证。结果表明,该文提出的可靠度分析方法及其自适应随机采样策略在保证计算精度的同时,能够大幅减少海量有限元模型运算带来的计算耗费,并降低功能函数的高维非线性和非显性带来的计算复杂度。

摘要： 在水利工程中,各种不确定因素都会在一定程度上影响设计、施工、管理、应用等环节,导致工程耐久度、安全性等体现出不确定的特征。而这类特征基本都要间接或直接通过结构可靠度的相关理论研究才能获得更为合理的表述。为此,本文从可靠度设计的重要性和现状着手,对其理论模型进行了分析,提出了可靠度设定的相关方法,并最终分析了可靠度设计面临的一些障碍。

摘要： 混沌控制(chaos control,CC)算法在求解结构可靠度问题中具有优越的稳健性,但由于其对步长的严格限制,导致计算速度较慢。单纯形法是一种不将梯度方向作为寻优方向的算法,该算法初始计算速度较快,能够迅速逼近至极限状态面附近,此后计算速度明显下降,且计算结果误差较大。为此,提出一种基于单纯形法改进的混沌控制算法。首先,通过增广乘子法将可靠度计算中的非线性等式约束问题转化为非约束问题;然后,通过单纯形法进行初始迭代计算;最后,使用CC算法进行收敛计算。算例结果表明:本文算法能够有效解决高非线性功能函数可靠度求解问题,且兼具两种算法的优点,与混沌控制算法相比,提高了计算效率。

摘要： 结构可靠度分析中失效概率本质上是随机变量失效域的多维积分问题,针对蒙特卡洛法(MCS)处理小概率事件时工作量大、效率低且误差分析困难的不足,将有限单元法应用于该类问题,提出了结构可靠度计算的有限单元数值逼近法。该算法首先对计算结果预设误差限,在此误差限内利用随机分布的概率集中性,将基本变量的概率分布空间分为高概率区间和低概率区间。为提高计算效率,舍弃低概率区间保留高概率区间建立计算域。采用有限单元法将计算域均匀划分为有限个互不重叠的单元,经筛选、累加位于失效域内单元的概率计算近似失效概率。通过增加有限单元法划分精细度实现数值逼近的计算过程,得到满足预设误差范围的失效概率。使用MCS法做对照,验算了三个数值算例,结果表明:新算法在同精度下计算效率显著提高,且具有较强的鲁棒性;可获得计算结果的误差范围。

摘要： 基于Kriging模型,引入距离限制,建立了一种改进的主动学习Kriging模型,计算结构的可靠度.采用初始样本点建立Kriging模型替代真实功能函数,通过主动学习函数扩充样本点,改进Kriging模型.在加入最佳样本点过程中,引入最小距离限制,防止样本点聚集,造成信息冗余,从而提高模型计算效率.实际算例表明:基于距离限制的改进Kriging主动学习模型既保证了计算结果的精度同时只需要更少的样本点,减少了功能函数的计算次数,提高了模型整体的计算效率.

摘要： 进行复杂结构可靠度分析时,由于涉及隐式功能函数和耗时的数值计算,减少结构模型的调用次数在提高分析效率方面显得尤为重要。为此,本文基于贝叶斯支持向量回归机,提出了一种高效的自适应可靠度分析方法。该方法利用贝叶斯支持向量机提供的概率估计信息(均值和方差)构建学习函数,同时通过引入样本间的距离测度防止选取与现有样本过于临近的冗余点,进而能快速有效地选取极限状态曲面附近具有代表性的样本点,以提高代理模型的构建速度和预测精度。此外,在学习过程中引入了有效抽样域策略,有针对性地选取对失效概率估计误差贡献大的点,从而进一步提升结构可靠度分析的计算效率。最后,通过数值算例验证了本文方法对结构可靠度分析的适用性和有效性。

摘要： 公路桥梁是道路交通的重要部分,应重视其功能实用和经济效益两方面要求。现行公路桥梁在实际的结构设计中面临环境要素影响较为严重,导致实际结构施工优化设计很难达到既定设计优化目标的要求。在今后的公路桥梁设计结构优化中,施工设计可采用结构可靠度设计理念,引入目标可靠度分析要素,针对失效概率进行模型计算,最终实现经济性和耐久实用性的均衡,提高优化质量水平。

摘要： 为解决结构功能函数在结构设计点附近非线性程度较高时,一次可靠度计算方法(如JC法)不收敛的问题,提出一种新的可靠度计算方法.该算法根据结构可靠指标的几何意义,先将迭代点靠近极限状态面,再通过在极限状态面上搜索下一迭代点,逐渐减小极限状态面上的点到标准正态空间中坐标原点的距离,从而达到收敛的目的.与其他方法相比,该方法不用选取算法参数,在计算效率和鲁棒性方面都有较好的优势,尤其在极限状态函数非线性强的情况下优势更为明显.

摘要： 在结构可靠度分析中,响应面法由于具有良好的适用性和可操作性,是目前广泛使用的基于代理模型的分析方法.针对响应面法的计算效率和精度难以平衡兼顾等难点问题,提出一种基于改进加权响应面的结构可靠度计算方法.首先,在迭代过程中,同时考虑样本点与验算点距离、极限状态函数值、联合概率密度函数值3个权重因子对样本点进行赋权,采用加权回归并重复利用已有样本点更新不含交叉项的二次多项式响应面函数.其次,在迭代收敛后,选取已有样本点中权重较大的样本点加权拟合含有交叉项的二次多项式响应面函数.最后,结合数值算例和工程案例,通过与传统抽样方法和其他响应面法进行对比,验证了改进加权响应面法的可行性.结果表明所提方法具有较高效率的同时也保证了精度.

摘要： 针对传统概率可靠性分析方法在重力坝可靠性分析方面因结构自身性能不确定性及功能函数高度非线性等影响,其解析过程中收敛性差、精度低且耗时较长等问题,结合改进粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)、Kriging模型提出一种基于IPSO-Kriging模型的重力坝可靠性分析方法。借助PSO全局寻优能力强和鲁棒性强等优点,通过对算法本身加以变异操作、惯性权重和高斯加权等诸多方面进行重构(improved PSO,IPSO),依靠IPSO算法的群体搜索能力克服模式搜索法寻得参数θ*易陷入局部最优值和对初始值较敏感的缺点,确保在任意初始值条件下都能获得极大似然条件下搜索到的最优参数θ*,进而改善传统PSO收敛速度慢和早熟等问题。通过构建融合IPSO算法IPSO-Kriging数学模型,建立基于IPSO-Kriging模型的重力坝可靠性优化模型。经实例考证所建方法既能合理考量参数变异性,又能在提升精度基础上减少仿真计算次数以实现重力坝工程可靠性的高效计算。

摘要： 采用随机场模型能够有效地模拟围岩参数的空间变异性.文章将局部平均随机场理论、有限差分法和Monte-Carlo模拟结合在一起,得到了Monte-Carlo随机有限差分法,基于该方法编制了可考虑围岩空间变异性的隧道结构可靠度计算程序;并将围岩密度、弹性模量和内摩擦角等参数视为三维正态随机场,研究了围岩的竖向与水平向相关距离的变化对隧道结构可靠度的影响.计算结果表明,围岩空间变异性会显著影响隧道结构的可靠度,为了获得更为经济合理的支护方案,在支护设计时考虑围岩参数的空间变异性很有必要;围岩竖向或水平向相关距离的增大均会引起隧道结构失效概率的增加,但影响程度不同;隧道结构失效概率对围岩竖向空间变异性更加敏感,故在工程勘察费用较少时,可考虑将勘察费用更多地投入到竖向相关距离的勘测,水平向相关距离可参考已有经验数据取值.

摘要： 介绍了国内外结构可靠度理论的研究发展情况,归纳了结构可靠度主要计算方法的特点、结构可靠度目前研究的主要方向及研究成果,探讨了结构可靠度理论的研究发展趋势,指出了今后可靠度理论的研究重点和研究方向,在分析结构可靠度理论研究中存在的关键问题基础上,对结构可靠度理论在实际工程中的应用进行了展望.

摘要： 在分析可变荷载作用模型的基础上,结合现行荷载规范,运用等超概率原则,给出了结构不同设计使用年限荷载调整系数γT的确定方法.针对结构的安全性能,提出了考虑抗力衰减的结构可靠度分项系数设计方法.该方法采用提高结构使用寿命期内的初始可靠度指标,将概率设计转换为分项系数设计的形式,在现有结构可靠度设计表达式基础上,引入结构耐久性系数γD来考虑抗力衰减对可靠指标的影响,并给出了耐久性系数γD的确定方法及取值.

摘要： 屈曲约束支撑(BRBs)是一种有效的抗震耗能构件,具有拉压性能相当,滞回曲线饱满稳定,耗能性能优异等优点.本文通过对国产BRB进行疲劳试验分析,从等幅疲劳角度评估了其低周疲劳性能.等幅荷载作用下,BRB构件的疲劳寿命与应变幅满足Manson-Coffin公式,累积塑性变形(CPD)与应变幅也满足类似规律.最后,根据国产BRB的性能,引入结构可靠度理论,得到了具有不同保证率的容许疲劳寿命曲线与容许CPD曲线,为屈曲约束支撑的损伤评估提供了方法与思路.

摘要： 双悬臂施工阶段作为大跨度钢斜拉桥结构寿命过程的幼年期,其可靠度的准确评估对于结构后续施工的安全评价以及设计施工方案的优化均具有重要意义.以典型超大跨度钢斜拉桥——苏通长江大桥为工程背景,对于结构施工期作用(荷载)和抗力进行系统地调查和统计分析,在此基础上建立了结构施工期作用(荷载)和抗力的概率模型.利用所建立的模型,对于苏通长江大桥双悬臂施工过程中典型工况的结构可靠度问题进行了研究.研究表明:所建立的作用(荷载)和抗力概率模型能够较为真实地反映结构的实际情况,具有较强的代表性和典型性;双悬臂施工期内,各构件的可靠度指标均处于较高水平,可保障结构体系施工的安全快速进行.其中扁平钢箱梁的可靠度指标相对拉索和桥塔较低,其主要失效模式为塔根处T0梁段在压弯作用下发生屈曲失效.

摘要： 跨接管是水下生产系统的主要构件之一,其结构可靠性受众多因素影响。针对南海某深水油气田基于工作应力的跨接管确定性设计,本文考虑了影响其结构可靠度的管材、几何尺寸以及所受载荷等不确定因素的影响,进行了基于Monte-Carlo的结构可靠性分析。结果表明其设计偏于保守,而且对影响其结构可靠度的参数敏感性进行了分析,并给出了建议。

摘要： 桥梁结构受到时变荷载和环境的影响,使得结构的性能不断退化。而桥梁设计者和拥有者的主要目的是要控制桥梁结构性能的退化过程,通过桥梁结构的健康监测,实时地了解和预测桥梁结构的时变可靠度。桥梁结构的健康监测系统能够提供大量的监测信息,而如何合理地应用这些监测信息来对结构的可靠度进行实时地预测和评定已成为结构健康监测领域的瓶颈问题。贝叶斯动态模型能够把结构的健康监测信息与可靠度结合起来,并且能够考虑到大量监测信息的不确定性,因而本文首先建立了基于监测信息的贝叶斯动态模型,并建立了动态模型的监控机制来对监测信息进行监控,接着基于监测信息和监测信息的贝叶斯动态模型,对桥梁结构的可靠度进行了实时预测。最后通过实例验证了本文所建模型的合理性和适用性。

摘要： 研究基于随机有限元法的在役预应力混凝土梁桥结构可靠度仿真分析.预应力筋腐蚀导致的截面积退化及有效预应力是影响该类桥梁抗力的特殊因素.在已有试验研究的基础上,提出在役预应力混凝土梁桥的失效模式,进而提出该类梁桥结构体系失效的功能函数.基于随机有限元法,采用通用有限元程序Ansys对预应力混凝土简支T梁桥、连续T梁桥可靠性展开仿真分析研究.研究表明,影响在役预应力混凝土T梁桥抗弯可靠度的主要因素为预应力筋有效截面面积、结构自重、汽车荷载及有效预应力.影响在役预应力混凝土桥梁抗剪可靠度则主要是预应力筋有效截面面积、有效预应力.

摘要： 以钢筋混凝土梁为研究对象,建立其受弯承载力可靠度概率分析模型,对其中参数进行分析,采用一次二阶矩验算点法计算可靠指标.编制钢筋混凝土梁受弯承载力可靠度分析程序.结合工程实例分析钢筋强度、混凝土强度、恒荷载、活荷载等的变异性以及活荷载所占总荷载比值对钢筋混凝土梁受弯承载力可靠指标的影响及规律.分析结果各项指标变异性的增大均能造成可靠指标的减小,其中以钢筋强度变异性对可靠度影响最为明显.

摘要： 以钢筋混凝土梁为研究对象,建立其受弯承载力可靠度概率分析模型,对其中参数进行分析,采用一次二阶矩验算点法计算可靠指标.编制钢筋混凝土梁受弯承载力可靠度分析程序.结合工程实例分析钢筋强度、混凝土强度、恒荷载、活荷载等的变异性以及活荷载所占总荷载比值对钢筋混凝土梁受弯承载力可靠指标的影响及规律.分析结果各项指标变异性的增大均能造成可靠指标的减小,其中以钢筋强度变异性对可靠度影响最为明显.

摘要： 本发明公开了一种基于平衡度方差和可靠度的电力系统结构优化方法根据电力系统中电力元件的功能和类型的不同，确定每一种功能和每一种类型下的电力元件，生成不同的电力系统结构；以一个电力系统结构作为遗传算法中的一个个体，利用第一选择方法修正获得遗传算法中的第一代种群包含个体数量和遗传算法初值；利用第二选择方法修正获得遗传算法的种群代数上限；修正遗传算法对电力系统进行结构优化，确定电力系统最优结构，根据电力系统最优结构进行实施搭建电力系统。本发明修正传统遗传算法在电力系统结构优化中的应用，提高了电力系统结构优化的精确性，求取所用的时间也大大的缩减，更加适用于现实情况。

摘要： 本发明属于可靠性评估领域，具体涉及一种基于可靠度先验信息融合的冷备系统可靠度估计方法，包括以下步骤：(S1)获取部件的可靠度先验信息，将部件的可靠度先验信息转化为部件可靠度的验前分布；(S2)将部件可靠度的验前分布转化为分布参数的验前分布；(S3)根据分布参数的验前分布，求解分布参数的验后分布；(S4)基于分布参数的验后分布，对冷备系统的可靠度进行估计。本发明的目的在于提供一种方法，当部件寿命服从威布尔分布时，能够用于融合部件可靠度先验信息，并估计部件寿命的分布参数，进一步估计n个相同部件构成的n中取k冷备系统的可靠性，很好地解决了融合部件可靠度先验信息后，对部件构成的冷备系统的可靠度估计问题。

摘要： 本发明公开了一种基于平衡度方差和可靠度的电力系统结构优化方法根据电力系统中电力元件的功能和类型的不同，确定每一种功能和每一种类型下的电力元件，生成不同的电力系统结构；以一个电力系统结构作为遗传算法中的一个个体，利用第一选择方法修正获得遗传算法中的第一代种群包含个体数量和遗传算法初值；利用第二选择方法修正获得遗传算法的种群代数上限；修正遗传算法对电力系统进行结构优化，确定电力系统最优结构，根据电力系统最优结构进行实施搭建电力系统。本发明修正传统遗传算法在电力系统结构优化中的应用，提高了电力系统结构优化的精确性，求取所用的时间也大大的缩减，更加适用于现实情况。

摘要： 本发明属于集成电路芯片封装技术领域，公开了一种具有高可靠度焊点结构的散热倒装封装结构及方法。基板、焊盘、芯片和散热片，其中基板设置于封装结构底部；基板上下表面设置有的金属线路层与基板内部竖直设置的金属线路形成互联；焊盘呈凹字形，设置于基板上方，数量为若干个，若干个凹槽形焊盘连接于基板金属线路层上；芯片设置于焊盘上方，芯片一侧面上设置有与焊盘相对应数量的凸点，凸点一侧与芯片固定连接，凸点另一侧设置于凹字形焊盘内；散热片设置于芯片另一侧面上方，通过粘性物与芯片另一侧面相连接。使得芯片上的凸点能够与焊盘更好的焊接，保证了焊接的牢靠度，增加了芯片上凸点与焊盘的接触面积，能够更好地与焊盘接触。

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： 本发明属于可靠性评估领域，具体涉及一种基于可靠度先验信息融合的冷备系统可靠度估计方法，包括以下步骤：(S1)获取部件的可靠度先验信息，将部件的可靠度先验信息转化为部件可靠度的验前分布；(S2)将部件可靠度的验前分布转化为分布参数的验前分布；(S3)根据分布参数的验前分布，求解分布参数的验后分布；(S4)基于分布参数的验后分布，对冷备系统的可靠度进行估计。本发明的目的在于提供一种方法，当部件寿命服从威布尔分布时，能够用于融合部件可靠度先验信息，并估计部件寿命的分布参数，进一步估计n个相同部件构成的n中取k冷备系统的可靠性，很好地解决了融合部件可靠度先验信息后，对部件构成的冷备系统的可靠度估计问题。

摘要： 本发明提供一种插入物作为一承座格距阵列连接器及一主机板间一高可靠度的接口。该新颖的插入物由为每一个焊锡互连包括一成梯状的隔离物以预防机构接触点松懈的接触力而确保每一个焊锡互连的整体性来克服已有技术的插入物的限制。该插入物在第一表面上提供贵重的金属电镀导电垫以接收一承座格距阵列连接器的接触构件,及球格距阵列(BGA)互连的导电垫被附著至一主机板。并描述生产插入物的工艺程序。

摘要： 一种基于动力可靠度的框架建筑结构随机最优控制方法。考虑随机近断层地震动激励作用下具有随机结构参数的框架建筑结构，利用直接概率积分法，提出了基于动力可靠度的随机最优控制方法，包括：基于直接概率积分法高效地求解结构的动力可靠度，构建基于动力可靠度的位置指标确定主动拉索控制装置的位置，建立关于动力可靠度的目标函数，优化控制装置的参数。该发明实现了控制装置的布局以及控制参数的优化设计，显著提高了结构的抗震安全性。相对于主动拉索全布设控制的情况，最优控制方案在降低结构地震响应和控制装置能量需求之间获得了更好的平衡。

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。