动力可靠度

摘要： 基于动力可靠度的结构优化是实现随机动力系统优化设计的重要途径。针对设计变量为系统中部分随机变量分布均值的情形,提出了一种基于动力可靠度的结构优化设计方法。在该方法中,通过概率密度演化理论实现了结构动力可靠度的高效分析。在此基础上,结合概率测度变换,可以在不增加任何确定性结构分析的前提下,实现动力可靠度对设计变量的灵敏度分析。进而,通过将上述概率密度演化-测度变换方法嵌入全局收敛移动渐近线法,实现了基于动力可靠度的结构优化设计问题的高效求解。数值算例的结果表明,所提方法可以显著降低结构分析次数,具有较高的效率与稳健性。

摘要： 为了研究地震动作用下的随机结构响应,提出了一种结构动力可靠度的简化分析方法。首先,在首次超越破坏准则的基础上,采用极值分布描述建立了结构动力可靠度的等价功能函数表达,并定义了结构动力响应的安全裕量;然后,应用点估计法计算了等价功能函数响应值,进而计算出了前四阶中心矩,并引入了简化四阶矩方法求解结构动力可靠度指标及相应失效概率;最后,以受到随机地震动作用并具有随机结构参数的一榀框架的动力可靠度问题为例,与随机模拟方法计算结果对比,验证了建议方法的计算精度和计算效率。

摘要： 提出一种基于贝叶斯推理的非线性结构模型修正方法,同时考虑激励的随机性,建立了复合随机振动系统的动力可靠度分析方法。利用实测结构动力响应主分量的瞬时特征参数作为非线性指标构建似然函数,结合拒绝延缓自适应(Delayed Rejection and Adaptive Metropolis,DRAM)算法和高斯过程替代模型实现了非线性结构模型修正及其参数的不确定性量化。根据首次超越破坏准则,利用广义概率密度演化方法,分别对仅考虑激励随机性的确定性模型和同时考虑结构参数与激励不确定性的复合随机振动模型进行动力可靠度分析,并利用蒙特卡洛随机抽样方法验证了计算结果的准确性。研究结果表明:基于振动响应瞬时特征参数的贝叶斯推理方法能够快速、准确地实现结构的非线性模型修正及其参数的不确定性量化。与具有初始设计参数名义值的确定性模型相比,考虑参数不确定性的复合随机模型的动力可靠度总体偏低,因此,在结构安全评估中应考虑非线性模型参数不确定性的影响,使评估结果更加安全、可靠。

摘要： 为研究初始倾斜对风机塔结构动力可靠度的影响,利用高精度免棱镜全站仪实测某2 MW风力发电塔缩尺模型的初始倾斜缺陷,并通过ABAQUS软件分别建立倾斜以及无倾斜的有限元模型,开展结构在八度多遇近场随机地震动作用下的动力反应分析,随之采用Kriging插值模型结合子集模拟方法,计算两类模型在首次超越破坏准则下的抗震可靠度。研究结果表明:初始倾斜缺陷放大了结构塔顶侧移响应,在均值意义上,初始倾斜缺陷使得该风机塔缩尺模型的塔顶侧移增幅达7.8%;当侧移阈值达到6 mm时,所述两类模型的可靠度均接近于1,当设计阈值超过此数值时,模型初始倾斜带来的不利影响可忽略不计,而当设计阈值不足时,结构安全水准会因初始倾斜的存在而明显降低。因此,在风机塔可靠性设计中,建议对初始倾斜缺陷带来的可靠度下降这一因素加以考虑。

摘要： 轨道不平顺是车桥耦合系统中最主要的激励源.既有车桥耦合振动研究通常采用时频转换法将规范轨道谱变换为空间随机序列,以此体现轨道不平顺的随机特征.然而,实际线路中的轨道谱具有显著的随机性,亟待开展考虑轨道不平顺全概率特性的车桥耦合系统随机振动研究.依据车辆、结构动力学理论,在合理构造车辆、有砟轨道、桥梁子系统模型及表达其相互作用原理的基础上,建立三维车-轨-桥耦合计算模型,通过与现场实测数据进行对比,证明了模型的可靠性.在此基础上,引入概率密度演化及极值分析方法,结合新提出的轨道不平顺概率模型,探究了轨道随机不平顺对桥梁动力响应的影响.计算结果表明,轨道不平顺的随机性对桥梁加速度响应有较大的影响,但在当前的轨道不平顺激扰下,系统响应并未超过规范限值.

摘要： 为解决大跨径斜拉桥在随机地震作用下动力可靠度计算费时费力的问题,基于首次超越准则,构建了考虑地震随机性和结构本身参数随机性的双重随机功能函数,提出了使用神经网络算法获取结构内力响应均方根并使用线性规划优化方法求解最小可靠度的方法,并以某大跨径斜拉桥为算例进行了算法验证.计算结果表明:相比于传统的响应面法,基于神经网络算法的动力可靠度求解方法在满足结构计算精度的同时,具有更快的拟合速度和更高的计算效率.

摘要： 传统地震作用下顺层岩质边坡的可靠度分析往往是基于拟静力法,该方法没有考虑地震的动力特性,而基于数值模拟软件的地震时程分析法虽能考虑地震的动力特性,建模求解会相对费时费力。本文综合考虑了地震的动力特性和强度参数随机性,提出了一种基于Monte-Carlo法的顺层岩质边坡动力可靠性分析方法。运用Matlab软件编写了地震作用下顺层岩质边坡动力可靠度的计算程序。同时提出一种累积可靠度的概念,采用整体累积平均可靠度去评价边坡的地震整体可靠度。计算对比分析表明,提出的地震作用下边坡可靠度计算方法具有较高的计算精度和效率。该文可靠度分析方法低估了边坡的地震可靠性,与实际相比效果良好,且更偏于工程安全。

摘要： 以某大跨度斜拉桥为背景,建立其ANSYS有限元模型,并在随机地震理论和动力可靠度理论研究的基础上,提出了一种基于径向基(RBF)神经网络考虑双重随机性(随机荷载和随机结构参数)的动力可靠度分析方法。根据结构静力可靠度功能函数的建立方式进行拓展,推导出在随机地震作用下结构动力可靠度分析的功能函数;然后利用RBF神经网络法对非线性隐式功能函数进行快速拟合;最后通过MALTAB线性规划算法对结构动力可靠度指标进行求解,避免了神经网络求解一阶偏导数的难题。结果表明:相较BP神经网络法,RBF神经网络具有更好的拟合精度与效率,对复杂结构引入动力可靠度分析具有实用价值。

摘要： 为了研究近断层脉冲地震作用下桥梁非线性地震响应极值分布,进行小失效概率下的桥梁动力可靠度精确计算,提出了一种有效的近断层脉冲地震作用下桥梁结构非线性地震响应极值分布分析方法.首先考虑桥梁结构的非线性和地震动的不确定性,采用拉丁超立方抽样对近断层脉冲地震动随机参数和结构随机参数进行随机抽样,通过模拟的高频地震动均方值和与精确值的相对误差确定出所需要的样本数量;其次以合成的近断层脉冲地震动作为地震激励,通过时程分析对结构非线性动力方程进行求解,从而得到结构非线性地震响应极值样本,再采用改进的分数阶矩最大熵原理获得结构非线性地震响应的极值分布;最后通过非线性单自由度系统和三层非线性剪切框架验证了该方法的有效性.研究结果表明:该方法不仅能够有效的模拟近断层脉冲地震作用时,桥梁结构与地震动双重不确定性影响下的动力响应极值分布,更能在兼顾效率和计算精度时,精确估计桥梁结构非线性地震响应极值的尾部分布,能够为桥梁结构非线性动力可靠度评估提供一种有效的途径.

摘要： 为求解核电站在随机地震动激励下的动力可靠度,发展了基于线性矩确定最大反应极值分布的动力可靠度分析方法.首先,根据目标反应谱生成相应的地震动时程样本,结合核电结构有限元模型,采用基于时域显式方法进行随机振动分析得到节点位移响应时程样本;然后,统计各位移响应时程样本的最大值,确定最大响应的前三阶线性矩;进而,根据线性矩匹配识别最大反应极值分布——三参数广义极值分布的参数;最后,根据所确定的最大反应极值分布,估计结构响应在不同阈值下的可靠度.计算结果表明:当核电站在地震加速度峰值为0.3 g时,以轻微破坏为界,结构有良好的可靠性;以中等破坏为界,结构仍具有一定的可靠度.通过核电站动力可靠度分析表明:该方法与蒙特卡洛方法相比,在保证计算精度的情况下,大幅缩减了所须的最小样本量,提高了模拟尾部的计算效率,同时对于其他结构的动力可靠度求解也具有广泛的适用性.

摘要： 针对复合随机可靠度问题,基于动力响应跨越过程的Markov假设基础上,建立了条件概率求解的两种方法:一是基于泰勒展开法推导了随机结构动力可靠度计算的二阶近似表达式;二是基于数理统计概念建立了基于Kriging模型的数值抽样法.其中,Kriging抽样法通过Kriging插值模型来拟合动力可靠度与结构随机参数间的非线性关系,因此可以直接利用有限元结果分析随机结构参数对动力可靠度的影响,避免了理论推导的繁琐和困难.数值算例结果表明,基于Kriging模型的数值抽样法不仅对变异系数大小不敏感,在计算精度和计算效率方面也更具优势.

摘要： 本文针对高层伸臂结构体系提出设计黏滞阻尼器型(VD)或防屈曲支撑型(BRB)两种新型消能伸臂体系,利用随机概率密度演化分析理论(PDEM)这一有力工具,考虑随机源分别来自场地激励和阻尼器参数,采用Kanai-Tajimi谱生成人工地震动,提出从正态分布随机变量中选取15个离散代表点的2.5σ法,采用总变差不增有限差分格式(TVD)给出最大层间位移角的概率密度演化曲线,运用等价极值法(EVEM)对其动力可靠度与层间位移角性能目标的关系进行研究.研究结果表明,两种新型消能伸臂体系均较传统抗震结构有更高的可靠度；相对而言,黏滞阻尼器型对随机场地激励有较高的可靠度,而防屈曲支撑型则对随机阻尼器参数有更好的可靠性.因此,将高层建筑中冗余的伸臂设计成新型消能伸臂体系能可有效提高结构地震作用下的安全性,值得在实际工程中推广应用.

摘要： 利用虚拟激励法和Davenport脉动风速谱模型获得了具有非比例阻尼特征的消能减震结构在风荷载动力作用下的结构随机响应功率谱，利用首次跨越理论分析了消能减震结构在风荷载作用下的动力可靠度，算例表明消能装置可以提高结构的抗风可靠度，尤其在强风作用时效果更为明显。

摘要： 提出了一种可用于非线性密肋复合墙结构的基于动力可靠度计算的设计方法。首先，根据三角级数模型生成平稳高斯随机地震动过程，由时间包络甬数可得非平稳随机地震动过程，其中功率谱密度函数采用Clough-Penzien模型，其参数采用与《建筑抗震设计规范》对应的地震动随机模型参数。其次，根据密肋复合墙结构的力学性能试验，建立密肋复合墙体的恢复力模型并确定其参数。随后对密肋复合墙结构进行动力分析，应用子集模拟法对其进行动力可靠度计算，并给出基于动力可靠度计算设计方法的执行框图。最后，应用所提方法对6层密肋复合墙结构进行了计算，结果表明密肋复合墙结构基于动力可靠度计算的设计方法是可行的。

摘要： 本项目基于舟山—镇海跨海输电线路,因其跨度大,结构高度高,输电塔结构复杂,造价高昂,故对其安全及可靠性能有较高要求.研究输电线塔体系在风载荷作用下的动力可靠度及疲劳寿命.本文建立了动态风场物理特性,得到输电线塔体系沿不同高度、不同跨度的随机风载荷时程计算样本,提出了动态风载荷施加及计算方法.建立了输电线塔体系有限元模型及运动方程,通过多体动力学仿真软件,进行风载荷作用下输电线塔体系的动力学特性仿真.论文综合考虑了不同风速、不同重现期等因素,应用首次超越理论分别从刚度破坏,强度破坏两方面分别分析了输电塔可靠性.并且基于S-N曲线法分析了线塔体系的风振疲劳问题.为线塔体系可靠性及疲劳破坏分析提供了计算分析方法.

摘要： 地震地面运动是一个随机过程,结构的每次响应都可作为随机过程的实现.针对长输埋地管道结构上的大尺度使其受地震荷载具有时间上和空间维度上的随机性变化.通过研究埋地管道在具有随机时空特性的地震荷载下的动力响应,分别建立以地震波衰减因素获取场地的衰减因子,并利用随机数来分析埋地管道的随机时空的动力响应.利用理论分析出的简化公式,结合可靠度分析的一次二阶矩法和首次超越破坏理论对随机时空地震荷载作用下的埋地管道进行动力可靠性分析.建立了地震波参数随传播距离的变化关系式以及得出了求随机时空地震荷载作用下埋地管道的动力响应的关系式.结合汶川地震和兰成渝成品油输送管道工程实例计算其动力可靠度,验证了本文所提出方法的工程适用性.研究表明,在进行长输埋地管道的震害分析时,考虑地震荷载的随机时空的特性是有必要的.为今后的随机时空振动理论的研究工作提出了概念基础.

摘要： 由于核电工程的重要性,采用真正意义的随机振动方法进行核电站核岛厂房抗震分析具有重要的现实意义.基于近年发展起来的一类高效随机振动方法——时域显式随机模拟法,针对核电站核岛厂房随机地震响应与抗震动力可靠度分析开展了系统研究,包括结构动力响应时域显式表达式的建立、与设计反应谱等价的地震动功率谱的生成、结构关键响应标准差与平均峰值统计分析,以及结构抗震动力可靠度评估等方面.华能石岛湾高温气冷堆核电站核岛厂房随机抗震分析表明,时域显式随机模拟法具有原理简单和易于实现的特点,对于具有214万自由度的核岛厂房大规模计算模型,在5万个地震动样本作用下,考虑600多个关键响应,体系动力可靠度的计算仅耗时3.3小时,具有理想的计算效率.

摘要： 针对目前存在的强风作用下超高层建筑居住舒适度问题,发展了基于风振时程分析的超高层建筑居住舒适度设计优化方法.首先对超高层建筑风振响应的指标量进行了统计分析,提出了合成加速度期望峰值作为舒适度评价设计的指标量.通过研究结构合成响应峰值过程的概率分布,建立了结构动力可靠度计算模型.利用风洞刚性模型多点同步测压试验获取的风力时程,结合高层建筑有限元模型开展结构风振时程分析.本文综合风振时程分析、加速度响应统计分析、结构动力可靠度评价和优化准则法,成功建立了超高层建筑居住舒适度设计优化的计算机方法.高240米的超高层建筑标模算例表明了本文方法的实用性和有效性.优化后的结构不仅能满足相关居住舒适度阈值的要求,而且具有较高的结构动力可靠度.

摘要： 大型复杂结构非平稳随机振动分析的精确高效计算方法是目前的研究热点之一。根据线性结构输入与输出之间具有线性关系这一特点,首先探讨了结构动力响应显式表达式的列式问题。以上述动力响应显式表达式为基础。分别针对确定性结构模型和随机结构模型,提出了大型复杂结构非平稳随机振动分析的时域显式法。对于确定性结构，依据动力响应的显式表达式,一方面可以直接利用一阶矩和二阶矩的运算规律计算结构响应的均值和方差;另一方面可以实施蒙特卡罗模拟。得到结构响应的峰值统计量以及结构动力可靠度的解答。和针对确定性结构提出的分析方法一脉相承。分别结合概率论中的全数学期望和全概率计算原理,发展了用于随机结构随机响应和动力可靠度分析的时域显式法。时域显式法基于动力响应显式表达式进行随机振动分析,具有良好的计算精度和计算效率,为大型复杂结构的随机振动分析提供了一条有效途径。以广州新光大桥抗震分析为工程应用实例,验证了时域显式法在大型复杂结构抗震分析中应用的高效性。

摘要： 针对岩质边坡,提出了一种抗震稳定可靠度分析方法.该方法把结构面抗剪参数、反应谱形状三参数(放大系数、卓越周期和衰减指数)作为随机变量,根据正交表+均值点(设计验算点)根据缩减窗口技术安排试验,通过同一套反应谱参数,控制平台段最大误差及平均误差在一定范围内生成多条人工波,对每条人工波分别用动力强度折减法计算边坡动力稳定安全系数,然后取平均作为本套反应谱参数的动力安全系数值,采用加权响应面法把极限函数显式化,通过几何法求解特定设防标准下边坡的动力可靠指标.方法既能反应边坡的动力特性,又能反应地震动的动力特性.典型算例和工程实例说明了方法的合理性.

摘要： 本公开涉及一种用于确定动力电池系统可靠度的方法、装置、存储介质及电子设备，以解决现有技术中无法计算得到满足特定置信水平条件的动力电池系统可靠度的问题。该方法包括：获取动力电池系统中的多组成部分中的每一组成部分分别对应的可靠度数据；将每一可靠度数据中的每一可靠度值进行对数变换，得到每一组成部分分别对应的可靠度对数数据；根据多个所述可靠度对数数据计算得到多个对数和值；根据多个对数和值所符合的第一正态分布模型以及第一置信水平条件，确定满足第一置信水平条件的目标对数和值；对目标对数和值进行反对数计算，得到动力电池系统满足第一置信水平条件的目标可靠度。

摘要： 本发明为一种基于可拓关联函数的电驱动力总成可靠度测试方法，该方法通过建立测试路况物元库，采用可拓关联函数，将测试路况和台架实时工况条件相结合，并应用在电驱动力总成可靠性测试上，在利用测试台架给电驱动总成进行可靠度测试时，实时调整测试工况，使测试工况与测试路况的关联度保持在最佳。本发明的优点是：建立路况可拓物元集、路况可拓关联函数，实现测试路况和测试工况之间的关联关系定量描述，有效判断测试条件的可行性，缩短测试时间，同时动态计算可拓关联函数和可靠度，实现可靠度测试测试工况动态改变，使电驱动轮总成的可靠度测试结果更为精确。

摘要： 本发明公开了一种基于逻辑帧交互的高可靠双余度动力控制器。该系统包括CPU模块阀门驱动电路功能模块，CPU模块包括互为热冗余备份的双CPU，双CPU之间通过内总线交互，阀门驱动电路功能模块采用逻辑相反的互锁指令与MOSFET串并联驱动结构设计方式实现。对于电磁阀采用双机交叉备份同时输出，可靠性高；对于自锁阀采用单机输出方式，实现了控制器硬件资源与实时性要求的平衡。该动力控制器实现了动力系统推力器的高可靠控制，有效满足系统重量、体积功耗及实时性约束。

摘要： 本发明涉及一种基于响应面法的动力舱及座圈开口可靠度计算系统及方法，属于可靠性评估领域。本发明的系统包括动力舱及座舱开口位置虚拟试验设计模块、开口位置动力学仿真模块、开口变形响应面模块、可靠度计算模块，先构建虚拟试验设计模块，确定试验方案；构造履带车辆动力舱及座圈动力学仿真模块，获取动力舱及座圈开口位置在不同工况、不同试验方案下的变形量；根据动力舱及座圈开口变形量及非线性最小二乘法，建立开口变形响应面模块；通过可靠度计算模块，获得动力舱及座圈开口的任务可靠度。本发明通过响应面法简化了动力舱及座圈的复杂结构计算；结合蒙特卡洛仿真实现多次随机抽样。本发明具有较强的工程可操作性，方法简便合理。

摘要： 本公开涉及一种用于确定动力电池系统可靠度的方法、装置、存储介质及电子设备，以解决现有技术中无法计算得到满足特定置信水平条件的动力电池系统可靠度的问题。该方法包括：获取动力电池系统中的多组成部分中的每一组成部分分别对应的可靠度数据；将每一可靠度数据中的每一可靠度值进行对数变换，得到每一组成部分分别对应的可靠度对数数据；根据多个所述可靠度对数数据计算得到多个对数和值；根据多个对数和值所符合的第一正态分布模型以及第一置信水平条件，确定满足第一置信水平条件的目标对数和值；对目标对数和值进行反对数计算，得到动力电池系统满足第一置信水平条件的目标可靠度。

摘要： 本发明公开了一种汽车动力学仿真软件模拟可靠度现场校验方法，首先建立以平直沥青路面为源数据的参照系，然后在低摩擦路面、波浪路面、环形路面进行验证试验，并建立工况模型及输出仿真结果，最后进行误差对比及准确度分析。本发明以普通平直沥青路面为参照系，以波浪路面、环形路面、低摩擦路面为工况对比路面，进而对仿真模拟试验进行验证，用以指导和规范相关开发人员进行汽车仿真试验和道路安全研究。

摘要： 本发明为一种基于可拓关联函数的电驱动力总成可靠度测试方法，该方法通过建立测试路况物元库，采用可拓关联函数，将测试路况和台架实时工况条件相结合，并应用在电驱动力总成可靠性测试上，在利用测试台架给电驱动总成进行可靠度测试时，实时调整测试工况，使测试工况与测试路况的关联度保持在最佳。本发明的优点是：建立路况可拓物元集、路况可拓关联函数，实现测试路况和测试工况之间的关联关系定量描述，有效判断测试条件的可行性，缩短测试时间，同时动态计算可拓关联函数和可靠度，实现可靠度测试测试工况动态改变，使电驱动轮总成的可靠度测试结果更为精确。

摘要： 本发明公开了一种基于逻辑帧交互的高可靠双余度动力控制器。该系统包括CPU模块阀门驱动电路功能模块，CPU模块包括互为热冗余备份的双CPU，双CPU之间通过内总线交互，阀门驱动电路功能模块采用逻辑相反的互锁指令与MOSFET串并联驱动结构设计方式实现。对于电磁阀采用双机交叉备份同时输出，可靠性高；对于自锁阀采用单机输出方式，实现了控制器硬件资源与实时性要求的平衡。该动力控制器实现了动力系统推力器的高可靠控制，有效满足系统重量、体积功耗及实时性约束。

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： 本发明涉及一种用于边坡支护结构的地震动力可靠度分析方法，包括以下步骤：基于随机地震动模型生成系列随机地震动加速度时程；建立有限元动力分析模型，计算得到系列支护结构地震位移时程；建立并求解边坡支护结构的广义概率密度演化方程，得到每个时刻支护结构位移概率密度函数的数值解答；根据每个时刻支护结构位移概率密度函数的数值解答，得到地震动力可靠度结果。与现有技术相比，本发明基于随机地震动模型生成系列地震动加速度时程来表征地震动的随机性，并基于有限元动力分析进行求解，采用边坡支护结构的地震水平位移作为支护结构抗震性能的评估指标，考虑了地震的强度频率非平稳特性、地震动的放大效应和岩土体参数的动力非线性。