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基于概率-非概率混合可靠性模型的结构优化设计
1
作者 王军 邱志平 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期278-282,共5页
影响结构优化设计的不确定变量可分为概率变量和非概率变量两种。针对既存在随机变量又存在区间变量的概率-非概率混合结构优化问题,本文提出了一种基于概率-非概率混合可靠性模型的结构优化设计方法。该方法以概率-非概率混合可靠性模... 影响结构优化设计的不确定变量可分为概率变量和非概率变量两种。针对既存在随机变量又存在区间变量的概率-非概率混合结构优化问题,本文提出了一种基于概率-非概率混合可靠性模型的结构优化设计方法。该方法以概率-非概率混合可靠性模型为基础,同时考虑结构的概率和非概率两种不确定因素的影响,通过概率和区间运算给出满足一定约束条件下的最优解。最后通过两个典型算例与基于随机可靠性模型的结构优化设计进行对比。结果显示:在相同不确定信息下,两种可靠性优化设计结果完全相同,表明该方法是有效和实用的。 展开更多
关键词 不确定性 随机可靠性 优化设计 概率-非概率混合可靠性模型 可靠性优化
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基于概率-非概率混合可靠性模型的结构地震易损性分析 被引量：2
2
作者 贾大卫 吴子燕 何乡 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2021年第4期90-99,共10页
在易损性分析中,存在对结构阈值的不确定性研究较少,对阈值的选择通常为规范中的数值,得到的破坏概率仅为固定数值等问题,文中同时考虑结构响应和阈值不确定性,建立一种基于概率-非概率混合模型的结构地震易损性分析方法。基于Opensees... 在易损性分析中,存在对结构阈值的不确定性研究较少,对阈值的选择通常为规范中的数值,得到的破坏概率仅为固定数值等问题,文中同时考虑结构响应和阈值不确定性,建立一种基于概率-非概率混合模型的结构地震易损性分析方法。基于Opensees建立桥梁有限元模型,选择最大支座纵向位移、最大桥墩柱弯曲延性作为衡量结构性能的工程需求参数,并被视为符合二元对数正态分布的概率随机变量;以混凝土应变作为反映结构极限状态的指标,利用增量动力分析法,获得工程需求参数阈值的样本数据,利用灰度理论得到阈值的取值区间,并将阈值视为非概率凸集变量;建立基于概率-非概率混合模型的二维性能极限状态方程,利用混合模型的可靠性分析法求解破坏概率,建立易损性曲线。为对比计算结果,将阈值分别拟定为服从对数正态分布的随机变量和固定数值,并通过蒙特卡洛法求解破坏概率,研究表明:通过概率-非概率混合模型可有效得到破坏概率的区间估计,从而弥补了传统研究中只能得到固定数值破坏概率的问题;不考虑阈值的随机性会对分析结果产生较大影响。 展开更多
关键词 地震易损性 概率-非概率混合模型 阈值不确定性 灰色理论 混合模型可靠性分析
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基于概率-非概率混合模型和贝叶斯网络的汽车起重机起重臂屈曲可靠性分析 被引量：7
3
作者 屈福政 孙奇 谢正义 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期74-78,共5页
汽车起重机使用中因起重臂结构失效而导致事故频发,这造成严重经济损失和人员伤亡。因此,提出利用概率-非概率理论和贝叶斯网络对起重臂结构进行可靠性分析,针对起重臂屈曲计算中的区间变量和随机变量,建立概率-非概率混合模型,计算不... 汽车起重机使用中因起重臂结构失效而导致事故频发,这造成严重经济损失和人员伤亡。因此,提出利用概率-非概率理论和贝叶斯网络对起重臂结构进行可靠性分析,针对起重臂屈曲计算中的区间变量和随机变量,建立概率-非概率混合模型,计算不同条件下臂架发生屈曲失效的概率,利用贝叶斯网络模型计算各失效原因的重要度,最后通过实例分析验证了方法的有效性,为起重臂基于可靠性的设计提供依据。 展开更多
关键词 可靠性分析 概率-非概率混合模型 贝叶斯网络 臂架屈曲分析
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基于广义超椭球模型的结构非概率可靠性指标
4
作者 乔心州 赵悦童 +1 位作者 方秀荣 刘鹏 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第4期458-469,共12页
非概率凸集合模型仅需获知结构不确定性的范围或界限来度量结构可靠性,因而适用于小样本不确定性结构工程问题.针对广义超椭球模型,对其非概率可靠性度量问题进行了研究.首先,提出了基于广义超椭球模型的简单非概率可靠性指标,定义为结... 非概率凸集合模型仅需获知结构不确定性的范围或界限来度量结构可靠性,因而适用于小样本不确定性结构工程问题.针对广义超椭球模型,对其非概率可靠性度量问题进行了研究.首先,提出了基于广义超椭球模型的简单非概率可靠性指标,定义为结构功能函数的均值与离差之比,并讨论了该可靠性指标的不一致性问题.其次,为克服上述不一致性问题,提出了一种比例因子非概率可靠性指标,定义为不确定域向外扩大或向内收缩时,失效面与不确定域接触的最小比例因子.最后,通过3个工程算例分析验证了所提非概率可靠性指标的有效性和可行性. 展开更多
关键词 广义超椭球模型 非概率可靠性 简单非概率可靠性指标 比例因子非概率可靠性指标
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多维平行六面体模型非概率可靠性灵敏度分析
5
作者 乔心州 裴金星 +1 位作者 刘鹏 方秀荣 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期575-584,共10页
可靠性灵敏度能够反映基本变量分布参数对可靠度的影响程度,为可靠性分析与优化设计提供指导。提出了一种基于多维平行六面体模型的非概率可靠性灵敏度分析方法。首先,给出基本变量域完全位于安全域时采用非概率可靠性指标,而基本变量... 可靠性灵敏度能够反映基本变量分布参数对可靠度的影响程度,为可靠性分析与优化设计提供指导。提出了一种基于多维平行六面体模型的非概率可靠性灵敏度分析方法。首先,给出基本变量域完全位于安全域时采用非概率可靠性指标,而基本变量域与安全域有交集时采用非概率失效度作为可靠性度量的原因。其次,推导结构线性系统的可靠性灵敏度解析式,并进一步探讨所提方法对结构非线性系统的适应性问题。最后,通过3个工程算例验证文中方法有效可行。 展开更多
关键词 非概率可靠性 灵敏度分析 多维平行六面体模型 可靠性指标 失效度
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基于区间非概率模型的热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化 被引量：1
6
作者 占金青 上官瑶 +2 位作者 尹健 古昊忠 刘敏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期504-512,共9页
为了满足热驱动器可靠性要求,提出一种基于区间非概率模型的热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化方法。采用区间非概率模型描述热载荷的不确定性,以输出位移构建可靠性功能函数,在可靠性指标约束条件下寻求机构体积最小化,建立基于区间非概率... 为了满足热驱动器可靠性要求,提出一种基于区间非概率模型的热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化方法。采用区间非概率模型描述热载荷的不确定性,以输出位移构建可靠性功能函数,在可靠性指标约束条件下寻求机构体积最小化,建立基于区间非概率模型的热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化模型,利用移动渐近线算法更新设计变量。与确定性优化结果相比,可靠性拓扑优化获得的热驱动柔顺机构体积有所增加,能够有效地满足可靠性指标约束,可靠性设计的热驱动柔顺机构输出位移上、下限理论值与有限元分析结果误差均小于5%,验证了设计方法有效性;并且分析了不同输出刚度和热载荷区间对热驱动柔顺机构可靠性拓扑优化结果的影响。 展开更多
关键词 热驱动柔顺机构 热载荷不确定性 可靠性拓扑优化 区间非概率模型
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结构可靠性分析的概率和非概率混合模型 被引量：53
7
作者 郭书祥 吕震宙 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期524-526,530,共4页
在结构可靠性分析中需要合理地定量处理影响结构性能的诸多不确定性。不确定性的模拟既可以是概率的 ,也可以是非概率的。文中简要介绍结构可靠性分析的概率方法和基于区间模型的非概率可靠性方法。提出结构可靠性分析的概率和非概率混... 在结构可靠性分析中需要合理地定量处理影响结构性能的诸多不确定性。不确定性的模拟既可以是概率的 ,也可以是非概率的。文中简要介绍结构可靠性分析的概率方法和基于区间模型的非概率可靠性方法。提出结构可靠性分析的概率和非概率混合模型。通过两级功能方程的逐次建立及可靠性分析 ,给出结构可靠的概率度量。实例分析说明在结构可靠性分析中 。 展开更多
关键词 结构可靠性分析 混合模型 随机可靠性 非概率可靠性
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基于概率-凸集混合模型的汽车正面碰撞结构可靠性优化设计 被引量：7
8
作者 李方义 荣见华 +2 位作者 胡林 李凤玲 易继军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期215-220,230,共7页
基于概率和凸集模型研究汽车正面碰撞可靠性优化设计问题。根据汽车吸能结构厚度、材料参数等不确定参数类型,分别采用概率和多椭球凸模型进行描述,以汽车安全性可靠性指标为约束,考虑汽车吸能结构质量为优化目标,建立混合模型可靠性优... 基于概率和凸集模型研究汽车正面碰撞可靠性优化设计问题。根据汽车吸能结构厚度、材料参数等不确定参数类型,分别采用概率和多椭球凸模型进行描述,以汽车安全性可靠性指标为约束,考虑汽车吸能结构质量为优化目标,建立混合模型可靠性优化设计模型。采用拉丁方试验设计构造目标函数和约束函数的Kriging近似模型,利用功能度量法评定概率约束,通过基于移动因子序列优化与可靠性评定将嵌套优化解耦为单层次优化。实际算例表明算法具有较高的计算效率及精度,对实际设计工作有一定参考价值。 展开更多
关键词 概率 凸模型 混合模型 序列优化与可靠性评定 优化
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结构系统概率-模糊-非概率混合可靠性分析 被引量：16
9
作者 尼早 邱志平 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期272-277,共6页
为了有效地处理结构系统的混合可靠性问题,基于模糊随机可靠性模型及非概率集合可靠性模型,本文建立了结构概率模糊非概率混合可靠性模型。该模型认为结构的极限状态方程所涉及的变量中,既有模糊随机变量,又有区间变量。通过非概率集合... 为了有效地处理结构系统的混合可靠性问题,基于模糊随机可靠性模型及非概率集合可靠性模型,本文建立了结构概率模糊非概率混合可靠性模型。该模型认为结构的极限状态方程所涉及的变量中,既有模糊随机变量,又有区间变量。通过非概率集合可靠度的建立及模糊随机可靠度分析,定义了结构的混合可靠度。进一步借鉴随机结构系统可靠性分析中的增量载荷法,对结构系统概率模糊非概率混合可靠性进行了分析。最后,通过两个典型算例证明了所提出模型的有效性和实用性。 展开更多
关键词 结构系统 混合可靠性 概率 非概率
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非精确概率输入下的贝叶斯模型更新方法及其应用
10
作者 王昊昊 李璐祎 刘昱杉 《宇航学报》 北大核心 2025年第4期654-672,共19页
贝叶斯模型更新(BMU)是航空航天工程当中,缩小结构数值模型与真实物理模型之间偏差的一种实用方法。然而在航空航天工程中,由于数据稀疏或知识缺乏,结构输入变量先验分布非精确的情况普遍存在。针对非精确先验概率下如何高效地进行贝叶... 贝叶斯模型更新(BMU)是航空航天工程当中,缩小结构数值模型与真实物理模型之间偏差的一种实用方法。然而在航空航天工程中,由于数据稀疏或知识缺乏,结构输入变量先验分布非精确的情况普遍存在。针对非精确先验概率下如何高效地进行贝叶斯模型更新的问题,首先通过将非精确先验分布下的BMU问题等价转化为相应的可靠性分析问题,建立了基于嵌套可靠性方法(NRA)和增广可靠性方法(ARA)的两类非精确先验分布下的BMU数学模型。为了高效地求解这两类非精确先验分布下的BMU数学模型,分别提出了两种基于留一交叉验证的自适应Kriging代理模型算法,为非精确先验分布下高效地进行模型更新提供了两种思路。将所提算法应用于数值算例、悬臂梁模型、航空航天铆钉模型和简化机翼结构。结果表明,所提算法在保证精度的同时,能极大地减少调用原始功能函数的次数,证明算法的效率大大提高。 展开更多
关键词 非精确概率 贝叶斯模型更新 Kriging代理模型 嵌套可靠性 增广可靠性
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基于混合概率模型的飞机操纵系统故障风险评估
11
作者 时统宇 高艺 王岩韬 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第2期10-20,共11页
针对飞机操纵系统故障引发的飞行安全风险问题,提出一种基于改进风险优先数(IRPN)的故障风险评估复合框架。该框架综合考虑故障概率、严重程度、检测度和风险阻尼4个关键风险因素。首先,利用失效模式影响与分析(FMECA)和故障树分析(FTA... 针对飞机操纵系统故障引发的飞行安全风险问题,提出一种基于改进风险优先数(IRPN)的故障风险评估复合框架。该框架综合考虑故障概率、严重程度、检测度和风险阻尼4个关键风险因素。首先,利用失效模式影响与分析(FMECA)和故障树分析(FTA)方法双向推导系统的故障模式;其次考虑人和环境因素,使用贝叶斯网络(BN)法构建混合概率模型以计算故障概率;再次将故障严重程度划分为3个评价特征参数,并通过层次分析法(AHP)与模糊综合评价法对故障严重程度进行综合评估,然后借助飞行员快速参考手册、飞机机型设计手册等,通过准则-推理法制定可检测度的评分准则,较为科学地评估故障模式的所属可检测等级;最后引入功能共振分析法(FRAM)设置风险阻尼系数来表征故障风险演化时的风险传播情况,并以飞机襟缝翼作动系统卡阻故障模式案例进行计算验证。研究结果表明:该故障模式的IRPN评估结果为158,与实际运行情况完全吻合。通过故障模式的范例模拟和不安全事件真实验证,证实了IRPN复合风险评估框架计算得到的故障综合风险指数的有效性和准确性。 展开更多
关键词 飞机操纵系统 故障风险评估 混合概率模型 改进风险优先数(IRPN) 失效模式影响与分析(FMECA)-故障树分析(FTA) 功能共振分析法(FRAM)
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随机-非概率模型下的船体结构屈服强度可靠性分析 被引量：4
12
作者 滑林 吴梵 牟金磊 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期177-182,共6页
针对在役舰船船体载荷、材料属性的随机特性和实船勘验得出的腐蚀损伤下船体抗力区间特性,提出一种基于随机概率理论和区间非概率理论的随机-非概率可靠性分析模型,分别从区间变量随机化和随机变量区间化两个角度给出该模型的可靠性指... 针对在役舰船船体载荷、材料属性的随机特性和实船勘验得出的腐蚀损伤下船体抗力区间特性,提出一种基于随机概率理论和区间非概率理论的随机-非概率可靠性分析模型,分别从区间变量随机化和随机变量区间化两个角度给出该模型的可靠性指标求解方法。基于该模型对某舰船船体结构屈服强度进行可靠性分析,结果表明:该模型既体现了结构变量的客观不确定性又减弱了评估结果的盲目保守性,对于既含有随机变量又含有区间变量的在役舰船的可靠性评估具有很强的适用性。 展开更多
关键词 随机-非概率 现役舰船 船体结构 屈服强度 可靠性分析
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一种基于SAPSO-DE混合算法的结构非概率可靠性优化设计 被引量：2
13
作者 郑灿赫 孟广伟 +2 位作者 李锋 孔英秀 金耿日 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1628-1634,共7页
针对不确定性结构的非概率可靠性优化问题,提出一种基于模拟退火粒子群算法和差分进化算法(SAPSODE混合算法)的结构非概率可靠性优化设计方法。考虑结构非概率可靠性指标约束,建立最小化结构体积为目标的优化模型。为了提高结构非概率... 针对不确定性结构的非概率可靠性优化问题,提出一种基于模拟退火粒子群算法和差分进化算法(SAPSODE混合算法)的结构非概率可靠性优化设计方法。考虑结构非概率可靠性指标约束,建立最小化结构体积为目标的优化模型。为了提高结构非概率可靠性优化问题的计算精度和效率,采用基于认知经验进化的SAPSO-DE混合算法进行非概率可靠性优化设计。研究结果表明:基于SAPSO-DE混合算法的结构非概率可靠性优化设计方法克服了PSO算法的早熟现象,并提高了收敛速度和精度;该方法的全局搜索能力强,且具有较强的稳定性。 展开更多
关键词 非概率可靠性指标 凸模型 不确定性 粒子群优化算法 差分进化算法 模拟退火
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基于区间分析的结构非概率可靠性模型 被引量：295
14
作者 郭书祥 吕震宙 冯元生 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期56-60,共5页
本文用非概率的凸集模型模拟结构的不确定性。将结构的不确定参数描述为区间变量。基于区间分析 ,提出了一种新的非概率可靠性度量体系及分析方法。从物理、几何意义等方面解释了文中理论的合理性。其计算方法简便、实用。
关键词 凸集模型 区间变量 概率 非概率 结构可靠性
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结构非概率集合可靠性模型 被引量：68
15
作者 王晓军 邱志平 武哲 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期641-646,共6页
针对概率可靠性模型和模糊可靠性模型关于原始数据要求高的局限性,将影响结构可靠性的不确定性信息用区间集合来描述,提出了一种新的结构可靠性分析的非概率集合模型.以建立的结构应力-强度非概率集合干涉模型为基础,用结构安全域的体... 针对概率可靠性模型和模糊可靠性模型关于原始数据要求高的局限性,将影响结构可靠性的不确定性信息用区间集合来描述,提出了一种新的结构可靠性分析的非概率集合模型.以建立的结构应力-强度非概率集合干涉模型为基础,用结构安全域的体积与基本区间变量域的总体积之比作为结构非概率集合可靠性的度量。相对于前人的研究结果具有更加明确的意义,并证明了它与概率可靠性度量的相容性. 展开更多
关键词 结构可靠性 非概率集合可靠性模型 应力-强度非概率集合干涉模型 非概率度量 相容性
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几种结构非概率可靠性模型的比较研究 被引量：14
16
作者 王睿星 王晓军 +1 位作者 王磊 邱志平 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2013年第8期871-880,共10页
相对概率可靠性模型和模糊可靠性模型,基于区间分析的结构非概率可靠性模型对数据的要求低,因此在实际工程中对非概率可靠性模型的研究越来越重要.近年来,非概率可靠性理论得到了很好的发展和完善.文中综述了已有的4种主要的非概率可靠... 相对概率可靠性模型和模糊可靠性模型,基于区间分析的结构非概率可靠性模型对数据的要求低,因此在实际工程中对非概率可靠性模型的研究越来越重要.近年来,非概率可靠性理论得到了很好的发展和完善.文中综述了已有的4种主要的非概率可靠性模型,针对线性结构功能函数,分别从度量原理、可靠性指标物理意义、适用范围和结果精度等方面对各可靠性模型进行比较与总结;针对非线性结构功能函数,对各可靠性模型的适用性进行了初步的讨论,从而对非概率可靠性模型有更加全面和深刻的理解,为实际工程中非概率可靠性模型的选取提供重要的理论依据. 展开更多
关键词 结构可靠性 非概率模型 区间分析 比较 不确定性
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基于非概率模型的结构可靠性优化设计 被引量：53
17
作者 郭书祥 吕震宙 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期198-201,共4页
结构设计受控于诸多因素的不确定性。基于可靠性方法的优化设计是结构设计的合理途径。不确定结构的可靠性优化设计 ,通常是用概率模型求解。但概率模型的应用是以有足够的数据信息为基础的。且结构的概率可靠性优化设计通常计算量很大 ... 结构设计受控于诸多因素的不确定性。基于可靠性方法的优化设计是结构设计的合理途径。不确定结构的可靠性优化设计 ,通常是用概率模型求解。但概率模型的应用是以有足够的数据信息为基础的。且结构的概率可靠性优化设计通常计算量很大 ,设计效率低。本文基于不确定性的凸集模型描述 ,提出了一种不同的基于非概率可靠性的结构优化设计模型。它只需知道不定参量的界限 ,而不要求其分布型式。可显著降低可靠性优化的计算工作量。且由于对初始数据的要求低 ,具有较强的适用性。 展开更多
关键词 非概率模型 优化设计 结构可靠性 可靠性优化 不定参量
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基于Kriging模型的充液管道共振非概率可靠性分析 被引量：11
18
作者 张屹尚 刘永寿 +1 位作者 赵彬 岳珠峰 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期117-123,共7页
为解决传统概率可靠性在解决流固耦合问题方面的不足,研究了结构不确定参量用超椭球凸集模型和区间变量共同描述下的非概率共振可靠性问题。针对隐式极限状态函数难以求解的问题,引入Kriging模型和超立方抽样技术应用于非概率可靠性分... 为解决传统概率可靠性在解决流固耦合问题方面的不足,研究了结构不确定参量用超椭球凸集模型和区间变量共同描述下的非概率共振可靠性问题。针对隐式极限状态函数难以求解的问题,引入Kriging模型和超立方抽样技术应用于非概率可靠性分析。该方法用Kriging模型作为近似模型描述原结构,并在计算过程中不断更新近似模型。考虑管道与液体之间的耦合作用,利用有限元软件对所建立的简单管道系统进行模态计算并且结合防共振理论进行充液管路系统的流固耦合振动非概率可靠性分析,用优化的方法计算可靠性指标。工程算例分析表明该方法的合理性,能完善流固耦合管道系统的防共振可靠性分析方法与理论。 展开更多
关键词 非概率可靠性 充液管道 流固耦合 共振可靠度 KRIGING模型
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基于凸集合模型的非概率可靠性研究 被引量：68
19
作者 曹鸿钧 段宝岩 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期546-549,578,共5页
研究了结构不确定参量用超椭球凸集描述情况下的非概率可靠性问题,提出了一个可靠性指标,可用于度量超椭球凸集模型与区间变量共存情况下的结构安全程度;给出了该指标的求解算法;设计了超椭球凸集模型的M on te C arlo仿真算法,通过算... 研究了结构不确定参量用超椭球凸集描述情况下的非概率可靠性问题,提出了一个可靠性指标,可用于度量超椭球凸集模型与区间变量共存情况下的结构安全程度;给出了该指标的求解算法;设计了超椭球凸集模型的M on te C arlo仿真算法,通过算例比较了该指标与传统概率可靠性指标之异同。 展开更多
关键词 超椭球凸集模型 可靠性 区间变量 非概率的
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基于非概率凸模型可靠性的结构优化设计 被引量：7
20
作者 王晓军 王磊 +1 位作者 贾晓 邱志平 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期630-635,共6页
考虑到结构系统参数的不确定性,基于提出的非概率凸模型可靠性指标的新定义,研究了在非概率凸模型可靠性约束下,结构优化设计的数学模型和求解方法.该方法通过超椭球域界定不确定参量,将结构基本不确定变量安全域的超体积与其可行域的... 考虑到结构系统参数的不确定性,基于提出的非概率凸模型可靠性指标的新定义,研究了在非概率凸模型可靠性约束下,结构优化设计的数学模型和求解方法.该方法通过超椭球域界定不确定参量,将结构基本不确定变量安全域的超体积与其可行域的超椭球总体积之比作为结构非概率可靠性的度量.并赋值可靠度作为约束条件,利用乘子法和阻尼牛顿法对结构的优化问题进行迭代求解,算法稳定,迭代速度快.数值算例验证了所提出方法的正确性. 展开更多
关键词 结构优化 非概率可靠性 凸模型 不确定性
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