本文選題：時變可靠度　切入點：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)的可靠度與機械產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān),近年來越來越受到重視。傳統(tǒng)的可靠度分析技術(shù),通常在不考慮強度退化和動態(tài)載荷等時變因素的靜態(tài)模型下處理問題,因而得到的可靠度是一個不變的數(shù)值。然而結(jié)構(gòu)所處環(huán)境變化、材料性能退化、載荷時變性等引起的時變特性廣泛存在。因此,可靠度分析方法應(yīng)充分考慮這些時變因素,以更好地滿足工程實際要求。本文系統(tǒng)研究了機械結(jié)構(gòu)時變可靠度分析方法,主要研究內(nèi)容如下：1、針對工程結(jié)構(gòu)失效準則不確定性的可靠度問題,構(gòu)造了一種考慮失效準則模糊性的時變可靠度分析方法。該方法首先將模糊失效準則下的時變功能函數(shù)隨機過程進行離散,然后應(yīng)用模糊集基本理論,引入新的隨機變量,得到不同時間段的等效功能函數(shù),最終將模糊失效準則下的時變可靠度問題轉(zhuǎn)化為常規(guī)的可靠度問題,通過一次二階矩(FORM)方法求解獲得時變可靠度和失效概率。2、針對復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)中的時變可靠度計算問題,構(gòu)造了一種新型的跨越率計算方法(sPHI2)。該方法首先將時變功能函數(shù)隨機過程及隨機變量轉(zhuǎn)換至獨立標準正態(tài)空間,并對轉(zhuǎn)化后的各極限狀態(tài)函數(shù)在最大可能(MPP)點處線性展開,然后應(yīng)用PHI2方法的基本理論,引入新的參數(shù)和隨機變量,最終將極限狀態(tài)方程為復(fù)雜非線性功能函數(shù)的時變可靠度模型轉(zhuǎn)化為靜態(tài)的可靠度分析模型,運用FORM方法進行高效求解。3、基于過程離散的時變可靠性模型(TRPD),提出了一種用于復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)的時變可靠度敏感性分析方法。該方法首先通過時間離散,將隨機過程轉(zhuǎn)換為隨機變量,并將時變可靠性問題轉(zhuǎn)化為常規(guī)的時不變體系可靠性問題。然后采用微分鏈式法則,將失效概率對任意隨機變量和隨機過程參數(shù)的敏感性轉(zhuǎn)化為可靠度指標對分布參數(shù)的一階微分。之后運用Nataf全概率變換和正交變換,最終獲得失效概率對分布參數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)。該方法大大簡化了時變可靠度敏感性分析的求解過程,具有較高的計算效率。
[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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH123

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本文編號：1650794