發(fā)布時間：2022-08-08 21:28

　　由于缺少必要的信息,疲勞分析中的各個環(huán)節(jié)往往存在不確定因素,而這些不確定因素導致了結構疲勞設計性能的不確定性。結構疲勞性能的不確定性難以通過理論分析來準確描述,結構疲勞壽命的預測精度也就無法令人滿意。結構疲勞壽命預測的不確定性主要源于復雜多變的外部荷載的不確定性、材料疲勞性能的分散性以及制造工藝所導致的結構幾何形狀的不確定性。為建立結構疲勞性能和疲勞荷載效應的概率模型,并引入貝葉斯估計方法來考慮模型參數的不確定性,本文主要研究內容如下:（1）疲勞試驗數據的小樣本特性導致疲勞設計曲線估計存在很大不確定性,正態(tài)線性模型或威布爾廣義線性模型利用其所有應力水平的試驗數據來估計疲勞壽命的分布特性。而分層貝葉斯的結構先驗則既考慮了超參數的估計誤差,又避免了超參數的選擇,還可以同時包含結構先驗和主觀先驗。本文重點研究了分層貝葉斯模型在疲勞壽命曲線估計中的應用,以求利用更少的試驗樣本數來獲得P-S-N曲線。本文引入具有累積先驗信息的分層貝葉斯模型來估計疲勞設計曲線,之后利用疲勞壽命的預測分布給出了疲勞P-S-N曲線的估計結果,該預測分布同時包含了參數隨機性和觀測分散性。此外,本文還詳細討論了馬爾可夫鏈... 

【文章頁數】：122 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
        1.1.1 課題的來源
        1.1.2 課題的研究背景
        1.1.3 課題的研究目的和意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 疲勞設計曲線及其估計方法
        1.2.2 疲勞壽命設計曲線的貝葉斯估計方法研究現狀
        1.2.3 疲勞荷載分析中的計數方法
        1.2.4 疲勞隨機荷載研究現狀
        1.2.5 混合模型在疲勞荷載分析中的應用
    1.3 本文主要研究內容
第2章 P-S-N曲線估計的分層貝葉斯方法
    2.1 引言
    2.2 P-S-N曲線的最大后驗估計
        2.2.1 P-S-N曲線的極大似然估計
        2.2.2 P-S-N曲線的最大后驗估計
    2.3 基于分層貝葉斯正態(tài)線性模型的P-S-N曲線估計
        2.3.1 分層貝葉斯模型介紹
        2.3.2 基于分層貝葉斯模型的S-N曲線估計
        2.3.3 利用分層貝葉斯預測分布估計P-S-N曲線
    2.4 先驗分布的選取與模型檢驗
        2.4.1 信息先驗的選取
        2.4.2 無信息先驗的選取
        2.4.3 離差信息準則
    2.5 馬爾可夫鏈蒙特卡洛算法及其收斂性與模型檢驗
        2.5.1 馬爾可夫鏈蒙特卡洛算法及Gibbs采樣
        2.5.2 馬爾可夫鏈蒙特卡洛算法的收斂性
    2.6 算例分析
        2.6.1 技術細節(jié)
        2.6.2 結果與討論
    2.7 本章小結
第3章 P-S-N曲線的威布爾廣義線性模型
    3.1 引言
    3.2 威布爾分布與廣義線性模型
        3.2.1 威布爾分布
        3.2.2 廣義線性模型
    3.3 疲勞壽命生存分析
        3.3.1 生存函數與幸存函數
        3.3.2 疲勞試驗截尾數據
    3.4 P-S-N的威布爾廣義線性模型及其分層貝葉斯估計方法
        3.4.1 P-S-N曲線估計的威布爾廣義線性模型
        3.4.2 威布爾廣義線性分層貝葉斯模型
    3.5 應用案例分析
        3.5.1 技術細節(jié)
        3.5.2 結果與討論
    3.6 本章小結
第4章 隨機疲勞荷載的貝葉斯混合模型
    4.1 引言
    4.2 疲勞荷載的有限混合模型及其參數估計方法
        4.2.1 有限混合模型
        4.2.2 有限混合模型參數估計的最大期望算法
        4.2.3 混合模型的變分推斷
    4.3 基于貝葉斯有限混合模型的隨機疲勞荷載統(tǒng)計建模
        4.3.1 貝葉斯有限混合模型
        4.3.2 混合系數及其先驗
        4.3.3 分類標簽交換問題
        4.3.4 隨機疲勞荷載混合分布概率密度曲線的誤差限
    4.4 基于狄利克雷過程無窮混合模型的隨機疲勞荷載統(tǒng)計建模
        4.4.1 狄利克雷過程混合模型
        4.4.2 狄利克雷過程
        4.4.3 Stick-breaking構造
        4.4.4 狄利克雷過程混合模型
        4.4.5 狄利克雷過程高斯混合模型
    4.5 應用案例分析
        4.5.1 光纖光柵波長數據轉換應變數據
        4.5.2 基于小波方法的監(jiān)測數據的多尺度分解與去噪
        4.5.3 疲勞荷載有限混合模型及其參數估計
        4.5.4 疲勞荷載無限混合模型及其參數估計
        4.5.5 結果分析與討論
    4.6 本章小結
第5章 疲勞荷載分析的等效應力幅譜法
    5.1 引言
    5.2 偽損傷與等效荷載
        5.2.1 偽損傷
        5.2.2 等效應力幅
    5.3 等效應力幅譜
        5.3.1 參考應力幅與幅值等效循環(huán)計數
        5.3.2 等效雨流計數法中的等壽命曲線修正
        5.3.3 等效應力幅譜與傳統(tǒng)應力幅譜的分析流程對比
        5.3.4 基于分層貝葉斯廣義線性模型的等效應力幅譜
    5.4 等效應力幅譜分析流程
    5.5 應用案例分析
        5.5.1 技術細節(jié)
        5.5.2 結果分析與討論
    5.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于遺傳算法和有限混合分布的應力譜多模態(tài)建模[J]. 傅大寶,葉肖偉,倪一清,黃啟遠,姜紹飛.  工程力學. 2014(05)
[2]疲勞分析中變幅載荷的循環(huán)計數方法[J]. 陸明萬,壽比南,楊國義.  壓力容器. 2012(11)
[3]分層Dirichlet過程及其應用綜述[J]. 周建英,王飛躍,曾大軍.  自動化學報. 2011(04)
[4]腐蝕環(huán)境下鋼筋混凝土結構疲勞可靠度的分析方法[J]. 貢金鑫,趙國藩.  土木工程學報. 2000(06)

碩士論文
[1]基于健康監(jiān)測的平行鋼絲斜拉索疲勞可靠性評定[D]. 侯金生.哈爾濱工業(yè)大學 2009



本文編號：3672264