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考虑分布参数波动的结构混合可靠性分析及应用
| 论文题名： | 考虑分布参数波动的结构混合可靠性分析及应用 |
| 关键词： | 结构可靠性;混合不确定度;非概率区间;分布参数波动;累计概率函数 |
| 摘要： | 作为评价设备、设施性能的一项重要指标，结构可靠性越来越受到重视。传统的可靠性分析技术，大多在确定性的环境下处理问题。但是现实环境往往很复杂，例如设备的实际条件不符合限定的要求、理论分析时设定的常量在实际中存在波动等。这些现象要求可靠性分析方法能够应对复杂问题，以更好的适应实际环境。 基于上述想法，本文分析了分布参数存在波动性的概率-区间混合可靠性问题，主要研究内容如下： 1.分析了混合可靠度模型。该模型是一双层嵌套优化问题，外层在区间参数空间内搜索，内层在设计变量空间内迭代。其中内层算法参考了传统的可靠性求解技术。 2.在混合模型的构造过程中，发现累计概率函数对分布参数的单调性会导致极限状态曲线从原空间映射到标准正态空间时的某种规律。本文分析了多种工程常用概率分布类型的累计概率函数对其分布参数的单调性，在此基础上得出两条性质，证明在分布参数存在波动性的情况下，可靠性指标的极值会在参数区间的边界上达到。 3.依据上述性质，对混合模型求解算法进行改进，包括：将分布参数区间内的优化问题进行简化，具体是将极限状态方程进行一阶泰勒展开，转化成便于求解的问题；此外将原来的双层嵌套搜索解耦，把原嵌套优化的双层迭代转化成平行搜索。改进后的算法，被应用于多个数值算例以及工程算例，算法得到了验证。 4.敏感性分析有益于发现对目标性能有重要影响的量，同时区分对设计目标作用不大的量。传统敏感性分析往往以大量可靠性计算为代价，对于本文研究的问题，尝试回避传统方法，直接推导可靠度敏感指标的解析表达式。本文列出了六类敏感性指标解析表达式的推导过程。基于该结论，只需对一次可靠度计算所得信息进行处理即为敏感性指标。通过实际算例，证明了该算法具有较好的效率以及精度。 |
| 作者： | 李文学 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 姜潮;韩旭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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