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基于可靠度的铜制圆筒静强度设计
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作者 杨帆 陈刚 +3 位作者 陈帆 刘兵 张红卫 刘小宁 《机械强度》 北大核心 2026年第4期148-158,共11页
【目的】针对铜制内压薄壁圆筒静强度设计缺乏系统化可靠度设计方法的问题,建立铜制单层薄壁内压长圆筒静强度可靠性设计方法,量化不同工况下关键设计参数的取值边界。【方法】首先,应用概率论方法,构建静强度与载荷均服从正态分布、强... 【目的】针对铜制内压薄壁圆筒静强度设计缺乏系统化可靠度设计方法的问题,建立铜制单层薄壁内压长圆筒静强度可靠性设计方法,量化不同工况下关键设计参数的取值边界。【方法】首先,应用概率论方法,构建静强度与载荷均服从正态分布、强度分布参数为区间值时,圆筒可靠度系数与试验应力限制系数、载荷系数、安全系数的通用关联式,为可靠度量化分析提供计算基础;其次,对标钢制圆筒与球罐可靠度基准,按最低使用要求,确定不同工况下铜制圆筒屈服、爆破强度的允许可靠度系数;然后,基于允许可靠度系数,确定不同工况下试验应力限制系数、屈服与爆破安全系数、载荷系数的取值范围;最后,校验国家标准中相关设计参数的合理性。【结果】研究结果明确了铜制圆筒屈服安全系数可取1.45、爆破安全系数可取2.00,量化了不同工况下试验应力限制系数、载荷系数的取值范围,解析结果与国家标准参数基本一致,丰富了铜制圆筒静强度可靠度设计内容,为铜制承压圆筒结构设计提供参考。 展开更多
关键词 铜制圆筒 静强 可靠度系数 试验应力限制系数 安全系数 载荷系数
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基于改进鲸鱼算法的门式起重机主梁可靠度优化设计
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作者 陈一馨 谭世界 +1 位作者 王玲 刘永生 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期66-77,共12页
提出了一种基于改进鲸鱼算法的门式起重机主梁可靠度优化设计方法.通过引入Sine混沌映射、非线性收敛因子及自适应惯性权重以提高基础鲸鱼算法的收敛速度和收敛精度.此外,改进随机概率p以提高全局搜索能力,防止陷入局部最优解.以刚度、... 提出了一种基于改进鲸鱼算法的门式起重机主梁可靠度优化设计方法.通过引入Sine混沌映射、非线性收敛因子及自适应惯性权重以提高基础鲸鱼算法的收敛速度和收敛精度.此外,改进随机概率p以提高全局搜索能力,防止陷入局部最优解.以刚度、强度、稳定性、几何尺寸及设定的可靠度指标为约束条件,建立了门式起重机主梁结构可靠度优化数学模型,分别采用改进的鲸鱼算法、蒙特卡罗模拟可靠度优化方法和结构体系模糊随机可靠度优化方法对主梁进行轻量化设计.研究结果表明,该结构在满足设定约束条件的前提下,采用蒙特卡罗模拟可靠度和结构体系模糊随机可靠度方法优化后的主梁体积分别减少了12.6%和12.33%,轻量化效果显著. 展开更多
关键词 门式起重机主梁 鲸鱼算法 结构体系模糊随机可靠度 优化设计
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长条形内支撑式基坑垮塌机理与可靠度分析
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作者 李佐 衣凡 +4 位作者 程雪松 甄洁 宋许根 柏威伟 王志勇 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第9期3916-3925,共10页
长条形内支撑式基坑由于超挖引发的连续破坏事故时有发生,而其连续垮塌机理及控制措施仍缺乏研究。依托2008年杭州地铁一号线湘湖站基坑垮塌事故,采用数值模拟方法,研究了其初始破坏和后续垮塌的机理,提出了防连续垮塌控制措施,并采用... 长条形内支撑式基坑由于超挖引发的连续破坏事故时有发生,而其连续垮塌机理及控制措施仍缺乏研究。依托2008年杭州地铁一号线湘湖站基坑垮塌事故,采用数值模拟方法,研究了其初始破坏和后续垮塌的机理,提出了防连续垮塌控制措施,并采用基坑可靠度计算方法分析了在不同超挖深度条件下原基坑设计和改进基坑设计下的可靠度。结果表明超挖会使基坑第一道甚至第二道支撑受拉而失效,降低基坑支护结构的冗余度,使基坑发生初始破坏产生更大范围的垮塌破坏;将第一道支撑设置为钢筋混凝土撑能够有效提升基坑的冗余度,降低发生连续破坏的风险和垮塌范围,但是内支撑初始失效时第一道混凝土支撑并不能有效提升防止基坑发生后续破坏的可靠度,而应尽可能通过提升钢支撑的强度和稳定性来提升基坑的整体可靠度。 展开更多
关键词 基坑 局部超挖 可靠度 连续破坏 有限差分法
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基于规范表达式的服役杆塔抗风时变可靠度分析
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作者 王松涛 冯衡 +3 位作者 曾二贤 杨雅婷 余书君 李正良 《重庆大学学报》 北大核心 2026年第1期70-81,共12页
基于规范的输电杆塔可靠度分析通常未考虑腐蚀对结构性能的影响,对风荷载效应比取值范围的建议较为主观。文中以服役杆塔为研究对象,提出一种基于规范表达式的抗风时变可靠度分析方法。首先,结合环境与材料类型对腐蚀速率的影响,建立考... 基于规范的输电杆塔可靠度分析通常未考虑腐蚀对结构性能的影响,对风荷载效应比取值范围的建议较为主观。文中以服役杆塔为研究对象,提出一种基于规范表达式的抗风时变可靠度分析方法。首先,结合环境与材料类型对腐蚀速率的影响,建立考虑腐蚀的抗力退化模型;其次,将风荷载效应比作为随机变量,基于真实杆塔数据进行分布拟合获得其统计信息;然后,采用当量正态化法(JC法)计算基于规范表达式的服役杆塔的可靠指标;最后,定量分析规范表达式中不同参数的取值对可靠指标的影响。结果表明,风荷载效应比近似服从广义极值分布,且与服役杆塔可靠指标密切相关;此外,大气腐蚀环境、构件初始厚度以及风荷载调整系数均对可靠度有一定影响,可靠指标下降速率随大气腐蚀等级的升高而降低;腐蚀对构件可靠指标的影响程度随构件初始厚度的增加而减小;可靠指标随风荷载调整系数的增大而增大。 展开更多
关键词 输电杆塔 时变可靠度 抗力退化模型 设计规范 风荷载效应比
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基于可靠度分析的新建露天矿山边坡坡角优化
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作者 储靖帆 简文星 +3 位作者 王沿儒 王川 陈志龙 王成汤 《安全与环境工程》 北大核心 2026年第2期167-176,共10页
边坡角是露天矿山至关重要的结构参数,除关系到边坡的安全稳定外,还直接影响剥岩量,进而影响矿山开采的经济效益。对于处于设计阶段尚未开采的新建露天矿山,因勘查工作有限,边坡岩土体物理力学参数的获取较为困难,且其可靠性难以保证,... 边坡角是露天矿山至关重要的结构参数,除关系到边坡的安全稳定外,还直接影响剥岩量,进而影响矿山开采的经济效益。对于处于设计阶段尚未开采的新建露天矿山,因勘查工作有限,边坡岩土体物理力学参数的获取较为困难,且其可靠性难以保证,进而影响最终边坡角的确定。依托新疆某露天矿山边坡工程,采用点估计-有限元法,考虑岩土体物理力学参数的变异性及各向异性特征,提出了新建露天矿山边坡整体边坡角的优化思路:在资料收集、现场勘查和室内外试验的基础上,选取对边坡稳定性影响较大的抗剪强度参数作为随机变量,确定其概率分布函数;采用有限元法进行边坡稳定性分析,并与定值法边坡稳定性分析结果进行对比;在满足工程所需安全系数的基础上,进一步采用可靠度分析方法优化整体边坡角。结果表明:采用可靠度理论优化整体边坡角可考虑岩土体物理力学参数的变异性,使优化结果更加可靠;优化后的整体边坡角在初始设计边坡角的基础上提高了1.7°,在兼顾经济效益的同时提高了矿山开采的安全性。研究成果可为未开采新建露天矿山边坡的坡角优化设计提供参考。 展开更多
关键词 新建露天矿山边坡 坡角优化 可靠度分析 概率分布 数值模拟
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基于IWPA-AK-SS的钢筋混凝土拱桥抗震动力可靠度分析
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作者 张基进 田仲初 +2 位作者 韩洪举 彭文平 张祖军 《桥梁建设》 北大核心 2026年第1期74-81,共8页
针对钢筋混凝土拱桥在非平稳随机激励下的抗震动力可靠度问题,提出一种子集模拟法(SS)与主动学习Kriging代理模型结合改进狼群算法(IWPA)的高效计算方法(IWPA-AK-SS)。该方法首先通过线形过滤器-脉冲响应法与调制函数对地震作用进行离散... 针对钢筋混凝土拱桥在非平稳随机激励下的抗震动力可靠度问题,提出一种子集模拟法(SS)与主动学习Kriging代理模型结合改进狼群算法(IWPA)的高效计算方法(IWPA-AK-SS)。该方法首先通过线形过滤器-脉冲响应法与调制函数对地震作用进行离散,得到非平稳随机地震激励模型;然后采用IWPA算法进行Kriging代理模型参数寻优,并基于IWPA算法与学习函数的并行加点策略优化Kriging代理模型;最后采用SS方法和优化后的IWPA-AK代理模型计算桥梁的失效概率,并以木蓬特大桥(主跨165m的钢筋混凝土拱桥)为背景进行抗震动力可靠度分析。结果表明:与其它算法对比,IWPA-AK-SS方法计算结果精度较高,且所需试验点数与抽样点数均较小;IWPA-AK结构响应面模型的预测响应拟合直线与真实响应直线基本吻合,拟合精度满足要求;采用IWPA-AK-SS方法计算得到该桥在地震随机激励作用下的失效概率为1.414×10^(-4),对应的可靠度指标为3.76,可靠度满足规范要求,结构处于安全状态。 展开更多
关键词 钢筋混凝土拱桥 随机地震作用激励 改进狼群算法 Kriging代理模型 子集模拟法 并行加点策略 抗震动力可靠度
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不同等级风荷载作用下港口钢光伏支架结构的可靠度分析
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作者 王小惠 蔡瑞 赵姗 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第1期149-159,共11页
为研究港口钢光伏支架结构在风荷载作用下的可靠性,本文利用SAP2000软件建立光伏支架模型,模拟不同风速下钢光伏支架破坏情况。模拟发现,钢光伏支架结构中的檩条最容易受到破坏,故分别建立不同风速、4种荷载组合下檩条发生强度和刚度破... 为研究港口钢光伏支架结构在风荷载作用下的可靠性,本文利用SAP2000软件建立光伏支架模型,模拟不同风速下钢光伏支架破坏情况。模拟发现,钢光伏支架结构中的檩条最容易受到破坏,故分别建立不同风速、4种荷载组合下檩条发生强度和刚度破坏的功能函数。针对檩条的强度破坏和刚度破坏模式,采用蒙特卡罗法模拟计算6级强风~17级超强台风作用、4种荷载组合情况下光伏支架檩条的破坏概率和可靠度指标。结果表明,光伏支架檩条发生强度破坏的概率明显高于发生刚度破坏的概率;强度和刚度的破坏概率均随着平均风速的增加逐渐增大;逆向风荷载组合下檩条的破坏概率均较高;光伏支架基本能抵御13级台风,但15-17级风作用下光伏支架可靠度指标急剧下降;在平均风速较低(6-8级)时,檩条发生强度和刚度破坏的概率基本相同,8级风后其发生强度破坏的概率略高。 展开更多
关键词 港口 钢光伏支架 不同等级风荷载 破坏 破坏 蒙特卡罗法 破坏概率 可靠度指标
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库水位变化和降雨联合作用下黑水河岸坡稳定可靠度分析 被引量:3
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作者 仉文岗 冉博 +4 位作者 顾鑫 张飞 费建波 王培清 陈亮 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第6期43-51,共9页
库水位变化和降雨联合作用下的边坡稳定分析通常采用确定性分析方法,然而岩土体参数具有天然的空间变异性,确定性分析方法无法准确评估边坡的稳定性。以白鹤滩库区黑水河岸坡为例,基于实测降雨和库水位数据,分析了1 a周期内库水位变化... 库水位变化和降雨联合作用下的边坡稳定分析通常采用确定性分析方法,然而岩土体参数具有天然的空间变异性,确定性分析方法无法准确评估边坡的稳定性。以白鹤滩库区黑水河岸坡为例,基于实测降雨和库水位数据,分析了1 a周期内库水位变化和降雨联合作用下的边坡稳定性。通过确定性分析确定3种最不利工况。在此基础上,进一步考虑有效黏聚力c′、有效内摩擦角φ′、饱和渗透系数k_(s)的空间变异性,利用随机有限差分法(RFDM)对比平稳随机场和非平稳随机场对边坡可靠度分析结果的影响规律。结果表明,相较于降雨入渗,库水位涨落对边坡稳定性起关键性作用,最小安全系数出现在库水位快速下降期,且降雨和库水位的联合作用显著增大了边坡的失效概率和滑动体积。此外,在对边坡稳定性开展随机分析时,应当考虑岩土体参数随深度变化的特性,否则将低估边坡的稳定性。 展开更多
关键词 边坡稳定性 边坡可靠度 可靠度分析 非平稳随机场
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基于HLRF优化模型的矿山岩质边坡逆可靠度 被引量:1
9
作者 郑阿鑫 潘建平 《有色金属科学与工程》 北大核心 2025年第3期448-459,共12页
针对传统HLRF繁杂的计算过程逆可靠度在边坡工程缺少相应的几何意义解释及矿山边坡具有服务年限等问题,建立基于HLRF优化算法的矿山岩质边坡逆可靠度分析模型。首先,对边坡逆可靠度进行几何意义解释,在FLAC3D计算基础上,应用套索算法得... 针对传统HLRF繁杂的计算过程逆可靠度在边坡工程缺少相应的几何意义解释及矿山边坡具有服务年限等问题,建立基于HLRF优化算法的矿山岩质边坡逆可靠度分析模型。首先,对边坡逆可靠度进行几何意义解释,在FLAC3D计算基础上,应用套索算法得到边坡的极限状态方程;其次,用遗传粒子群算法(GA-PSO)优化HLRF,并编写优化模型(GA-PSO-HLRF)与一次逆可靠度程序;最后,对边坡进行逆可靠度与可靠度分析,并提出考虑服务年限的边坡稳定双重指标评价方法。案例结果表明:优化模型对安全系数的反演结果为1.049,与设计安全系数1.05相差0.13%,优化模型精度较高,与一次逆可靠度结果一致;同时优化模型完成了多参数反演,可以获得较好效果;案例结果验证了逆可靠度几何意义解释;提出的双重指标评价方法有利于开展潜在边坡灾害的评估与防治。 展开更多
关键词 矿山岩质边坡 可靠度 HLRF算法 目标可靠度指标 失效概率
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基于可靠度的超高压容器爆破强度设计公式 被引量:1
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作者 刘岑 杨帆 +3 位作者 林晖 刘兵 张红卫 刘小宁 《化工设备与管道》 北大核心 2025年第5期27-35,共9页
为了选择设计公式和构建超高压容器爆破强度可靠性设计方法,研究了不同设计公式对超高压容器爆破强度可靠性分析的影响。当超高压容器爆破强度与载荷分别符合正态分布,且爆破强度分布参数为区间值时,应用概率论知识,分析了不同工况超高... 为了选择设计公式和构建超高压容器爆破强度可靠性设计方法,研究了不同设计公式对超高压容器爆破强度可靠性分析的影响。当超高压容器爆破强度与载荷分别符合正态分布,且爆破强度分布参数为区间值时,应用概率论知识,分析了不同工况超高压容器爆破强度允许可靠度系数与安全系数和载荷系数之间的关系,建立了基于允许可靠度系数的超高压容器爆破强度设计公式选择方法。以流变应力公式与福贝尔公式为分析对象,得到如下研究结论:①与钢制和铜制圆筒以及钢制球罐相比,超高压容器爆破强度允许可靠度系数,液压耐压试验可取不小于4.242且不超过7.858,正常操作可取不小于4.524且不超过7.858。②若满足上述允许可靠度系数,采用流变应力公式与福贝尔公式设计超高压容器,爆破安全系数分别可取不低于2.10与2.40。③如果满足上述允许可靠度系数与安全系数,基于流变应力公式的载荷系数,液压试验可取不小于1.08且不超过1.12,正常使用应不超过1.00;基于福贝尔公式的载荷系数,液压试验可取不小于1.08且不超过1.18,正常使用应不超过1.02。④对于不同公式,在不同工况基于分别满足相同的允许可靠度系数时,应优先选择安全系数和载荷系数上限都比较小的公式作为设计依据。 展开更多
关键词 超高压容器 爆破强 设计公式 可靠度 安全系数 载荷系数
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平面钢框架结构的整体可靠度设计 被引量:5
11
作者 刘玉姝 李国强 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1017-1021,1026,共6页
在平面钢框架结构极限承载分析和结构整体可靠度评价的基础上,基于现行规范的目标可靠度指标、结构重要性系数,并考虑钢框架结构常用的两种荷载组合,给出了钢框架结构基于结构体系可靠度的设计方法及其实用的设计公式.算例表明,该设计... 在平面钢框架结构极限承载分析和结构整体可靠度评价的基础上,基于现行规范的目标可靠度指标、结构重要性系数,并考虑钢框架结构常用的两种荷载组合,给出了钢框架结构基于结构体系可靠度的设计方法及其实用的设计公式.算例表明,该设计方法既比传统的基于构件可靠度的设计方法经济,又能保证设计结构具有一致的体系可靠度. 展开更多
关键词 平面钢框架 整体可靠度设计 构件可靠度 体系可靠度 目标可靠度指标
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盾构下穿时高铁行车安全随机可靠度评估方法 被引量:1
12
作者 唐钱龙 邹洋 +1 位作者 刘妙 彭立敏 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期496-508,共13页
为解决高铁行车在盾构下穿时安全性评估难以完全考虑土层不均匀性和不确定性等因素的问题,基于多体系统动力学和有限元方法,分别建立列车子系统和轨道-盾构隧道-地基土子系统模型,并利用轮轨接触关系组成整体耦合时变系统。运用随机可... 为解决高铁行车在盾构下穿时安全性评估难以完全考虑土层不均匀性和不确定性等因素的问题,基于多体系统动力学和有限元方法,分别建立列车子系统和轨道-盾构隧道-地基土子系统模型,并利用轮轨接触关系组成整体耦合时变系统。运用随机可靠度理论,对盾构下穿高速铁路路基段时隧道埋深、盾构间距、掘进状态、注浆范围和地层损失率等因素下高速列车的运行安全进行了可靠性评估。在确定可接受的列车运行失效概率条件下,计算、分析和总结盾构掘进过程中高速列车的安全运行可靠度指标,并给出盾构掘进时不同车速等级下各因素的安全限值。结果表明:车速越大,列车运行安全可靠度指标越小;隧道埋深、盾构间距、预注浆加固范围越大,列车运行安全可靠度指标越大;不同掘进状态亦影响列车运行安全可靠度指标;地层损失率越大,列车运行安全可靠度指标越小;列车交会时的可靠度指标比单车行驶时更小;车速为200、250、300和350 km/h时,单车与双车交会失效概率大致满足一定的比例关系,其比值的变化范围为1.10~1.28。当车速等级分别为1级(>300 km/h)、2级(250~300 km/h)、3级(200~250 km/h)和四级(<200 km/h)时,对应的隧道埋深、盾构间距、注浆范围和地层损失率等指标参数有一定的控制限值。研究结果可为盾构下穿高铁路基项目提供控制值参考。 展开更多
关键词 盾构下穿施工 列车-轨道-道床耦合 行车安全 可靠度评估 隧道
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动车组铝合金焊接车体疲劳强度动态可靠度分析 被引量:2
13
作者 卢耀辉 江明俊 +3 位作者 王秋实 张雅东 鲜于悦恒 朱生长 《北京交通大学学报》 北大核心 2025年第2期145-156,共12页
动车组车体焊缝部位在服役过程中承受着复杂的多轴随机载荷,针对其动态疲劳可靠度评估问题,本文建立一种动态应力-强度干涉模型用于精准计算.首先,通过车辆系统动力学模型计算中间车体的垂向及纵向载荷-时间历程,采用代理模型方法将车... 动车组车体焊缝部位在服役过程中承受着复杂的多轴随机载荷,针对其动态疲劳可靠度评估问题,本文建立一种动态应力-强度干涉模型用于精准计算.首先,通过车辆系统动力学模型计算中间车体的垂向及纵向载荷-时间历程,采用代理模型方法将车体所受的多轴随机载荷转化为焊缝部位的动态结构应力.其次,通过雨流计数法将其修正转化为车体焊缝部位的等效结构应力范围,应用两参数威布尔分布拟合得到应力概率分布.最后,由铝合金焊接接头应力-寿命(主S-N)曲线导出强度数据,结合基于损伤的强度退化模型及应力概率分布函数和概率密度函数建立动态应力-强度干涉模型,研究车体动态变化的疲劳强度可靠度.研究结果表明:车体关注部位疲劳强度可靠度在运行初期很高,但随着运行里程的增加会逐渐降低,在1 400万km服役里程中,位于车体底架垂向载荷输入位置附近的搭接焊缝疲劳强度可靠度降低最多,达0.116 5;车体各关注点失效率随着运行里程的增加先减小后增加,呈现出浴盆曲线的早期失效期和损耗失效期特征;采用多项式拟合法计算大型车体结构的动态应力是可行且高效的,可为车体运维及安全可靠度评估提供参考. 展开更多
关键词 车辆工程 焊接车体 等效结构应力 退化 动态可靠度
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基于WIM数据的公路斜拉桥拉索疲劳可靠度评估 被引量:2
14
作者 王晓明 吴润涵 +2 位作者 李鹏飞 杨文杰 翟岸 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期139-148,共10页
针对我国超重车辆荷载频发导致现行规范难以反映真实桥梁安全的问题,本文基于实测WIM数据构建了考虑冲击效应的车流荷载响应生成框架,采用复合极值理论外推随机车流响应,建立了一种考虑评估基准期影响的车辆荷载效应概率模型,提出了基... 针对我国超重车辆荷载频发导致现行规范难以反映真实桥梁安全的问题,本文基于实测WIM数据构建了考虑冲击效应的车流荷载响应生成框架,采用复合极值理论外推随机车流响应,建立了一种考虑评估基准期影响的车辆荷载效应概率模型,提出了基于实测车流的斜拉索疲劳可靠度评估方法.以某双向六车道高速公路WIM系统为期三个月的实测数据为基础,对工程背景斜拉桥的拉索疲劳可靠度进行了评估,结果表明:在基于实测WIM数据外推的概率模型下,斜拉桥重载侧拉索的疲劳可靠指标在3.93~6.12之间,而其承载能力极限状态抗拉强度可靠指标在7.74~11.04之间;而采用规范荷载概率模型的疲劳可靠指标在4.35~6.18之间.对比说明:疲劳可靠度远低于抗拉强度可靠度,拉索评估基准期内的安全性主要受疲劳控制;相对基于实测WIM数据外推的评估基准期荷载,采用规范荷载会较明显地高估斜拉索的疲劳可靠度. 展开更多
关键词 斜拉桥拉索 动态称重系统 车辆荷载模型 车辆荷载效应 可靠度评估
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考虑故障相关的动车组可靠度阈值优化预防性维护策略 被引量:1
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作者 王红 庞新宇 权海锐 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第1期157-162,共6页
以动车组四级修程的机械系统为研究对象,基于部件不同可靠度阈值讨论对维护决策模型的影响。首先,在现有动车组部件故障发生的规律下,采用威布尔分布描述衰退规律,结合定周期维护体制建立优化后的多部件预防性维护模型,将维护力度细分... 以动车组四级修程的机械系统为研究对象,基于部件不同可靠度阈值讨论对维护决策模型的影响。首先,在现有动车组部件故障发生的规律下,采用威布尔分布描述衰退规律,结合定周期维护体制建立优化后的多部件预防性维护模型,将维护力度细分为初级和高级,以效费比判断准则确定部件每次维护的力度。其次,采用层次分析法量化系统各部件最优的可靠度阈值,并考虑系统部件之间的故障相关性,将结果以成本形式表达,研究其对维护方案的改进。结果表明:在考虑故障相关的情况下,对部件进行可靠度阈值研究并优化维修周期,可保证维修计划的有效性和经济性。 展开更多
关键词 可靠度 故障相关 预防性维护 层次分析法
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基于AK-FORM方法和降维方法的高效时变可靠度分析方法 被引量:1
16
作者 张亮 唐亚可 +2 位作者 牛凯 李昊宇 余书君 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期162-170,共9页
PHI2方法是进行结构时变可靠度分析的常用方法,而跨越率的求解是该方法的关键,为达到足够精度往往需要计算大量时刻处的跨越率,然而,对于具有复杂极限状态面的实际问题,计算每个时刻的跨越率可能非常耗时。为进一步提高PHI2方法的效率,... PHI2方法是进行结构时变可靠度分析的常用方法,而跨越率的求解是该方法的关键,为达到足够精度往往需要计算大量时刻处的跨越率,然而,对于具有复杂极限状态面的实际问题,计算每个时刻的跨越率可能非常耗时。为进一步提高PHI2方法的效率,引入3种策略改进跨越率的计算效率:首先,采用无Cholesky分解策略以减少随机变量数目,并给出与之对应的相关系数计算方法;其次,引入基于主动学习Kriging模型的改进一次可靠度(AK-FORM)方法,以高效计算各时刻的可靠指标;最后,利用降维方法将二维积分转化为一维积分,以改善计算性能。将上述3种改进策略与PHI2方法相结合,形成基于AK-FORM方法和降维方法的高效时变可靠度分析方法,即KPHI2方法。与此同时,仅将无Cholesky分解策略与PHI2方法结合,形成PHI2-方法。数值算例和工程算例计算结果表明:提出的PHI2-、K-PHI2方法与PHI2方法一样具有高准确性,在精度上均优于PHI2+方法(一种基于PHI2的改进方法);相较于PHI2、PHI2+方法,PHI2-方法在效率上有一定提升,而K-PHI2方法在此基础上进一步提高了时变可靠度分析效率。 展开更多
关键词 时变可靠度 PHI2方法 一次可靠度方法 KRIGING模型 跨越率 降维方法
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土-结构相互作用下输电塔-线耦合系统整体可靠度分析
17
作者 王磊 王涛 +2 位作者 李正良 吕大刚 谭忆秋 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第6期1568-1580,共13页
为研究土-结构相互作用和塔线耦合作用对输电塔整体可靠度的影响,建立随机风荷载作用下考虑土-结构相互作用的输电塔-线耦合系统简化力学模型,其中,输电塔、绝缘子、导线和基础4个结构采用多质点力学模型进行模拟,地基土对耦合系统动力... 为研究土-结构相互作用和塔线耦合作用对输电塔整体可靠度的影响,建立随机风荷载作用下考虑土-结构相互作用的输电塔-线耦合系统简化力学模型,其中,输电塔、绝缘子、导线和基础4个结构采用多质点力学模型进行模拟,地基土对耦合系统动力响应的影响采用S-R(swing-rocking)模型进行模拟,耦合系统所处随机风场则采用谱表示-降维方法进行模拟;其次,基于耦合系统简化力学模型和概率密度演化方法(PDEM),提出适用于考虑土-结构相互作用的输电塔-线耦合系统整体可靠度分析方法;最后,以某特高压交流输变电线路的直线塔为例,分别计算塔顶位移的概率密度函数、均值和标准差,并以塔顶位移极值为控制变量求解耦合系统的整体可靠度.分析结果表明:考虑塔线耦合作用后,塔顶位移响应极值的分布函数明显右移,结构失效概率由1.605×10-38增加至0.932;考虑土-结构相互作用后,塔顶位移响应极值的分布函数轻微右移,结构失效概率有所增加,与固定端工况相比,中硬土、中软土和软弱土工况下的结构失效概率增幅分别为4.44%、5.22%和11.76%;与蒙特卡洛方法相比,所提方法可高效获得塔顶位移的概率信息,其计算时间仅为蒙特卡洛方法的1/33,而均值与标准差的二范数相对误差在3%以内. 展开更多
关键词 输电塔 土-结构相互作用 塔线耦合作用 整体可靠度
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覆冰多分裂输电导线舞动的动态张力随机分析与可靠度评估
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作者 李正良 王泽宇 +2 位作者 王涛 吕大刚 谭忆秋 《振动工程学报》 北大核心 2025年第3期529-538,共10页
结合有限元模型与概率密度演化法,建立了针对覆冰多分裂输电线舞动的动态张力随机分析方法;通过等价极值分布法构建了覆冰多分裂导线舞动的拉断破坏失效准则,进而发展了一种覆冰多分裂输电导线舞动可靠度评估框架;对某单跨覆冰四分裂输... 结合有限元模型与概率密度演化法,建立了针对覆冰多分裂输电线舞动的动态张力随机分析方法;通过等价极值分布法构建了覆冰多分裂导线舞动的拉断破坏失效准则,进而发展了一种覆冰多分裂输电导线舞动可靠度评估框架;对某单跨覆冰四分裂输电导线进行随机动力响应分析与可靠度评估。算例分析表明:本文方法可高效地分析该跨覆冰输电导线舞动的随机动态张力,导线进入稳定舞动阶段后随机动态张力受多模态共同影响;导线舞动时的拉断破坏可靠概率不会随着初始垂度的增加而单调增加;初始风攻角对导线舞动时的拉断破坏可靠概率影响显著,初始风攻角为20°~60°时该跨导线可靠概率较低。 展开更多
关键词 覆冰多分裂输电导线 舞动 动态张力 随机动力响应 动力可靠度
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基于改进响应面法的破碎机销轴可靠度计算
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作者 闫军 杨文静 +2 位作者 张成杰 王鑫 吴桐 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第6期1020-1025,共6页
以双级锤式破碎机为研究对象,从统计学的角度考虑销轴所受载荷、结构参数及材料参数的不确定性对其疲劳可靠度的影响,选取销轴直径、隔板厚度、锤头宽度、锤孔直径、材料属性为随机参数,利用改进的响应面法对销轴的可靠度进行计算,并基... 以双级锤式破碎机为研究对象,从统计学的角度考虑销轴所受载荷、结构参数及材料参数的不确定性对其疲劳可靠度的影响,选取销轴直径、隔板厚度、锤头宽度、锤孔直径、材料属性为随机参数,利用改进的响应面法对销轴的可靠度进行计算,并基于ANSYS Workbench的六西格玛模块对计算结果进行验证。结果显示:破碎时销轴在最大等效应力小于材料许用应力时的可靠概率高于99.9%,且改进后的响应面法与六西格玛模块计算结果吻合程度较好,在双级锤式破碎机等大型破碎设备的可靠性分析上具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 双级锤式破碎机 改进响应面法 双向耦合 可靠度计算
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主余震序列作用下考虑材料参数空间变异性的边坡动力可靠度分析
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作者 徐斌 王淦 庞锐 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第6期1-12,共12页
边坡在地震作用下的动力响应研究目前主要关注单一主震作用,而没有考虑余震的影响,且材料参数的空间变异性往往被忽略。考虑土体强度参数的空间变异性,提出一种基于Newmark方法和概率密度演化方法(PDEM)的可靠度分析框架来量化余震及空... 边坡在地震作用下的动力响应研究目前主要关注单一主震作用,而没有考虑余震的影响,且材料参数的空间变异性往往被忽略。考虑土体强度参数的空间变异性,提出一种基于Newmark方法和概率密度演化方法(PDEM)的可靠度分析框架来量化余震及空间变异性对边坡动力可靠度的影响。首先,将物理随机函数模型、Copula函数和窄带谐波群叠加方法相结合,生成主余震序列。此外,基于谱表示法生成随机场,并根据对应坐标将参数赋值到有限元模型中。然后,采用Newmark位移法批量计算主余震序列作用下考虑材料参数空间变异性的边坡永久位移,并通过位移均值分析黏聚力和摩擦角的变异系数(COV_(C)和COV_(F))、余震和峰值加速度(PGA)对边坡永久位移的影响。最后,基于PDEM,从概率的角度解释变异系数(COV)和余震对边坡动力可靠度的影响。结果表明:随着COV的增大,边坡的永久位移均值呈逐渐增大趋势,相比之下,COV_(F)对边坡的永久位移影响更明显;与单一主震相比,地震序列作用下边坡的位移均值更大;若忽略材料参数的空间变异性和余震的影响,将明显高估边坡的抗震性能。 展开更多
关键词 边坡可靠度 主余震序列 空间变异性 Newmark位移法 概率密演化方法
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