本文關(guān)鍵詞：基于發(fā)生函數(shù)法的可靠度數(shù)值求解方法及其工程應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 結(jié)構(gòu)可靠度 發(fā)生函數(shù)法 非均勻離散化 近似項(xiàng)合并 失效域分割

【摘要】：簡單的結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算通常可由概率密度函數(shù)積分求得,但當(dāng)隨機(jī)變量個數(shù)較多,概率密度函數(shù)不可積、部分缺失或未知時,運(yùn)用發(fā)生函數(shù)法計(jì)算結(jié)構(gòu)可靠度不失為一條嶄新的可行途徑。發(fā)生函數(shù)法是結(jié)構(gòu)可靠性分析和多狀態(tài)系統(tǒng)性能評估的重要工具。鑒于現(xiàn)有發(fā)生函數(shù)法存在計(jì)算效率低、計(jì)算精度差的問題,本文做了如下工作:(1)針對現(xiàn)場離散數(shù)據(jù)較少且存在一定誤差,引入核窗估計(jì)法并對其進(jìn)行改進(jìn),獲得精確的隨機(jī)變量發(fā)生函數(shù),為的結(jié)構(gòu)可靠度精確計(jì)算提供了保障。(2)提出了近似項(xiàng)合并技術(shù),按照失效域內(nèi)少合并或不合并安全域內(nèi)多合并的原則,保證結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算精度基本不變的情況下,較大程度上減少了總體計(jì)算量。(3)提出了失效域分割技術(shù),有限增加失效域內(nèi)離散點(diǎn)個數(shù),提高了失效域內(nèi)概率計(jì)算精度,最終提高結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算精度。同時,對檢驗(yàn)區(qū)域內(nèi)離散點(diǎn)個數(shù)與計(jì)算精度的關(guān)系做了深入研究。(4)提出了變量的非均勻離散化技術(shù),在總體離散點(diǎn)個數(shù)不變的情況下,按一定規(guī)律(冪函數(shù))對離散點(diǎn)進(jìn)行疏密排列,使得最危險(xiǎn)點(diǎn)鄰近區(qū)域內(nèi)的離散點(diǎn)密集化以保證失效域附近的概率運(yùn)算精確,而遠(yuǎn)離最危險(xiǎn)點(diǎn)區(qū)域的離散點(diǎn)稀疏化以保證高效運(yùn)算,最終提高結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算的精度和效率。(5)根據(jù)上述研究的方法及技術(shù)進(jìn)行整合得非均勻離散化方法,并運(yùn)用MATLAB軟件編寫普適性的數(shù)值求解軟件包。(6)進(jìn)行工程實(shí)例研究,將本文提出的方法應(yīng)用于懸臂梁剛度可靠性分析、屋架撓度可靠性分析和HSK刀柄與主軸連接剛度可靠性分析之中,通過計(jì)算結(jié)果分析驗(yàn)證了本文方法的正確性。本文研究的新技術(shù)、新方法充分考慮了結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算的誤差形成機(jī)理和MATLAB軟件編程的可行性。數(shù)值求解軟件包功能完備,運(yùn)算穩(wěn)定,易于使用,為涉及多變量非線性極限狀態(tài)函數(shù)的結(jié)構(gòu)可靠度快速、高效計(jì)算提供有效工具。
【關(guān)鍵詞】：結(jié)構(gòu)可靠度 發(fā)生函數(shù)法 非均勻離散化 近似項(xiàng)合并 失效域分割
【學(xué)位授予單位】：江蘇理工學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB114.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 結(jié)構(gòu)可靠性分析方法概述9-13
• 1.1.1 可靠性分析的基本概念9-10
• 1.1.2 部分常用的可靠性分析方法簡介10-12
• 1.1.3 結(jié)構(gòu)可靠性分析方法總結(jié)12-13
• 1.2 發(fā)生函數(shù)法國內(nèi)外研究狀況13-14
• 1.2.1 國外研究狀況13
• 1.2.2 國內(nèi)研究狀況13-14
• 1.3 本文研究的目的和研究內(nèi)容14-16
• 1.3.1 本文研究的目的14
• 1.3.2 本文研究的內(nèi)容14-16
• 第二章 發(fā)生函數(shù)法基本原理16-20
• 2.1 發(fā)生函數(shù)的定義16
• 2.2 發(fā)生函數(shù)的計(jì)算復(fù)雜度16-17
• 2.3 發(fā)生函數(shù)法系統(tǒng)可靠度計(jì)算17
• 2.4 發(fā)生函數(shù)復(fù)合算子特性17-18
• 2.5 算例18-19
• 2.6 本章小結(jié)19-20
• 第三章 變量發(fā)生函數(shù)的獲得20-27
• 3.1 均勻劃分法20
• 3.2 直方圖法20-21
• 3.3 改進(jìn)的核窗估計(jì)法21-25
• 3.3.1 常見的核函數(shù)21-22
• 3.3.2 窗寬的選擇22-23
• 3.3.3 算例 123-24
• 3.3.4 算例 224-25
• 3.3.5 小結(jié)25
• 3.4 正交多項(xiàng)式法25
• 3.5 本章小結(jié)25-27
• 第四章 改進(jìn)的發(fā)生函數(shù)法技術(shù)27-31
• 4.1 近似項(xiàng)合并技術(shù)27-28
• 4.2 失效域分割技術(shù)28-29
• 4.3 算例分析29-30
• 4.4 本章小結(jié)30-31
• 第五章 發(fā)生函數(shù)非均勻離散化技術(shù)及方法31-37
• 5.1 變量非均勻離散化技術(shù)思想31
• 5.2 隨機(jī)變量的非均勻離散化技術(shù)31-33
• 5.2.1 求解安全裕度函數(shù)最危險(xiǎn)點(diǎn)31-32
• 5.2.2 對離散點(diǎn)進(jìn)行非均勻離散化32-33
• 5.3 非均勻離散化技術(shù)誤差檢驗(yàn)33-35
• 5.3.1 計(jì)算各變量發(fā)生函數(shù)33-34
• 5.3.2 變量非均勻離散化技術(shù)誤差檢驗(yàn)34-35
• 5.4 發(fā)生函數(shù)的非均勻離散化方法35-36
• 5.5 本章小結(jié)36-37
• 第六章 數(shù)值求解軟件包的開發(fā)37-44
• 6.1 軟件包總體設(shè)計(jì)及開發(fā)37-40
• 6.1.1 需要分析37-38
• 6.1.2 總體方案設(shè)計(jì)38
• 6.1.3 開發(fā)工具的選擇38-39
• 6.1.4 軟件包的開發(fā)39-40
• 6.2 軟件包主要模塊及功能40-43
• 6.2.1 Monte Carlo模塊40-41
• 6.2.2 改進(jìn)的核窗估計(jì)法模塊41-42
• 6.2.3 非均勻離散化模塊42-43
• 6.3 本章小結(jié)43-44
• 第七章 數(shù)值求解軟件包的應(yīng)用44-53
• 7.1 數(shù)值算例44-49
• 7.1.1 數(shù)值算例 144-47
• 7.1.2 數(shù)值算例 247-48
• 7.1.3 數(shù)值算例 348
• 7.1.4 數(shù)值算例 448-49
• 7.2 工程實(shí)例49-52
• 7.2.1 工程實(shí)例 149-50
• 7.2.2 工程實(shí)例 250-51
• 7.2.3 工程實(shí)例 351-52
• 7.3 本章小結(jié)52-53
• 第八章 總結(jié)與展望53-55
• 8.1 全文總結(jié)53
• 8.2 研究展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 攻讀學(xué)位期間研究成果58-59
• 致謝59-60
• 附件60-65

【參考文獻(xiàn)】

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3 袁修開;呂震宙;許鑫;;基于馬爾科夫鏈模擬的支持向量機(jī)可靠性分析方法[J];工程力學(xué);2011年02期

4 王學(xué)敏,謝里陽,周金宇;共因失效率的不確定性評估[J];航空學(xué)報(bào);2005年04期

5 李洪雙;呂震宙;;支持向量回歸機(jī)在結(jié)構(gòu)可靠性分析中的應(yīng)用[J];航空學(xué)報(bào);2007年01期

6 高鵬;謝里陽;;基于改進(jìn)發(fā)生函數(shù)方法的多狀態(tài)系統(tǒng)可靠性分析[J];航空學(xué)報(bào);2010年05期

7 周金宇;謝里陽;;結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性分析的發(fā)生函數(shù)法[J];中國科學(xué):技術(shù)科學(xué);2010年02期

8 李洪雙;呂震宙;;結(jié)構(gòu)可靠性分析的支持向量機(jī)響應(yīng)面法[J];計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào);2009年02期

9 楊娜;葉國銘;;機(jī)械可靠性定性與定量方法概述[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2006年03期

10 李艷敏,吳立言,賀朝霞,劉嵐;機(jī)械可靠性分析方法評述[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2004年10期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 袁修開;結(jié)構(gòu)可靠性與可靠性靈敏度分析的數(shù)字模擬方法研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

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本文編號：611661