本文選題：時(shí)變可靠度　切入點(diǎn)：模糊性　出處：《湖南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：結(jié)構(gòu)的可靠度與機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān),近年來(lái)越來(lái)越受到重視。傳統(tǒng)的可靠度分析技術(shù),通常在不考慮強(qiáng)度退化和動(dòng)態(tài)載荷等時(shí)變因素的靜態(tài)模型下處理問(wèn)題,因而得到的可靠度是一個(gè)不變的數(shù)值。然而結(jié)構(gòu)所處環(huán)境變化、材料性能退化、載荷時(shí)變性等引起的時(shí)變特性廣泛存在。因此,可靠度分析方法應(yīng)充分考慮這些時(shí)變因素,以更好地滿足工程實(shí)際要求。本文系統(tǒng)研究了機(jī)械結(jié)構(gòu)時(shí)變可靠度分析方法,主要研究?jī)?nèi)容如下：1、針對(duì)工程結(jié)構(gòu)失效準(zhǔn)則不確定性的可靠度問(wèn)題,構(gòu)造了一種考慮失效準(zhǔn)則模糊性的時(shí)變可靠度分析方法。該方法首先將模糊失效準(zhǔn)則下的時(shí)變功能函數(shù)隨機(jī)過(guò)程進(jìn)行離散,然后應(yīng)用模糊集基本理論,引入新的隨機(jī)變量,得到不同時(shí)間段的等效功能函數(shù),最終將模糊失效準(zhǔn)則下的時(shí)變可靠度問(wèn)題轉(zhuǎn)化為常規(guī)的可靠度問(wèn)題,通過(guò)一次二階矩(FORM)方法求解獲得時(shí)變可靠度和失效概率。2、針對(duì)復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)中的時(shí)變可靠度計(jì)算問(wèn)題,構(gòu)造了一種新型的跨越率計(jì)算方法(sPHI2)。該方法首先將時(shí)變功能函數(shù)隨機(jī)過(guò)程及隨機(jī)變量轉(zhuǎn)換至獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)空間,并對(duì)轉(zhuǎn)化后的各極限狀態(tài)函數(shù)在最大可能(MPP)點(diǎn)處線性展開(kāi),然后應(yīng)用PHI2方法的基本理論,引入新的參數(shù)和隨機(jī)變量,最終將極限狀態(tài)方程為復(fù)雜非線性功能函數(shù)的時(shí)變可靠度模型轉(zhuǎn)化為靜態(tài)的可靠度分析模型,運(yùn)用FORM方法進(jìn)行高效求解。3、基于過(guò)程離散的時(shí)變可靠性模型(TRPD),提出了一種用于復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)的時(shí)變可靠度敏感性分析方法。該方法首先通過(guò)時(shí)間離散,將隨機(jī)過(guò)程轉(zhuǎn)換為隨機(jī)變量,并將時(shí)變可靠性問(wèn)題轉(zhuǎn)化為常規(guī)的時(shí)不變體系可靠性問(wèn)題。然后采用微分鏈?zhǔn)椒▌t,將失效概率對(duì)任意隨機(jī)變量和隨機(jī)過(guò)程參數(shù)的敏感性轉(zhuǎn)化為可靠度指標(biāo)對(duì)分布參數(shù)的一階微分。之后運(yùn)用Nataf全概率變換和正交變換,最終獲得失效概率對(duì)分布參數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)。該方法大大簡(jiǎn)化了時(shí)變可靠度敏感性分析的求解過(guò)程,具有較高的計(jì)算效率。
[Abstract]:The reliability of structures is closely related to the quality of mechanical products, and has attracted more and more attention in recent years. Traditional reliability analysis techniques usually deal with problems in static models that do not take into account the time-varying factors such as strength degradation and dynamic loads. Therefore, the reliability obtained is an invariant numerical value. However, the time-varying characteristics caused by the environmental change of the structure, the degradation of material properties and the time-varying of load are widely existed. Therefore, these time-varying factors should be fully taken into account in the reliability analysis method. In order to better meet the practical requirements of engineering, this paper systematically studies the time-varying reliability analysis method of mechanical structures, the main contents of which are as follows: 1, aiming at the reliability problem of uncertainty of failure criteria of engineering structures, In this paper, a time-varying reliability analysis method considering the fuzziness of failure criteria is proposed, in which the time-varying function stochastic processes under the fuzzy failure criteria are first discretized, and then new random variables are introduced by applying the basic theory of fuzzy sets. The equivalent function function of different time periods is obtained. Finally, the time-varying reliability problem under fuzzy failure criterion is transformed into a conventional reliability problem. The time-varying reliability and failure probability of complex engineering structures are obtained by the first-order second-order moment form method. In this paper, a new method for calculating span rate is constructed, in which the stochastic processes and random variables of time-varying function functions are first transformed into independent normal spaces, and the transformed limit state functions are linearly expanded at the maximum possible MPP points. Then, applying the basic theory of PHI2 method and introducing new parameters and random variables, the time-varying reliability model, which the limit state equation is a complex nonlinear function, is transformed into a static reliability analysis model. Based on the time-varying reliability model of process discretization, a time-varying reliability sensitivity analysis method for complex engineering structures is proposed. The stochastic process is transformed into a random variable, and the time-varying reliability problem is transformed into a conventional time-invariant system reliability problem. The sensitivity of failure probability to random variables and parameters of random processes is transformed into the first order differential of reliability index to distributed parameters, and then Nataf full probability transformation and orthogonal transformation are used. Finally, the first derivative of failure probability to distributed parameters is obtained. This method greatly simplifies the calculation process of time-varying reliability sensitivity analysis and has a high computational efficiency.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH123

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本文編號(hào)：1650794