基于AK-FORM方法和降维方法的高效时变可靠度分析方法

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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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RSM-FORM 的改进与环肋圆柱壳结构的可靠性计算(英文) 被引量：2

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作者 于英霞 刘丰军 +1 位作者 张伟 梁斌 《船舶力学》 EI 北大核心 2012年第3期271-276,共6页

文章在用有限元法对结构进行强度计算和分析的基础上,应用RSM确定了环肋圆柱壳结构强度失效的功能函数;在对相关可靠度理论进行研究的基础上,将RSM与FORM相结合,对FORM进行了改进,解决了当量正态化和参数独立化问题,保留了功能函数的二... 文章在用有限元法对结构进行强度计算和分析的基础上,应用RSM确定了环肋圆柱壳结构强度失效的功能函数;在对相关可靠度理论进行研究的基础上,将RSM与FORM相结合,对FORM进行了改进,解决了当量正态化和参数独立化问题,保留了功能函数的二次项,使计算精度满足实际工程的需要;最后用RSM-FORM对环肋圆柱壳结构强度的可靠性进行了计算分析,计算结果表明,RSM-FORM具有较好的计算精度。 展开更多

关键词 环肋圆柱壳结构 可靠性分析 一次可靠度方法(form) 响应面法(RSM)

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可靠性分析的FORM和SORM组合法 被引量：4

3

作者 郭彪 顾德华 +1 位作者 董玉革 吴方应 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期30-33,共4页

为了提高极限状态函数具有多极值点时失效概率计算的精度,文章提出了FORM和SORM组合法。该方法根据需要,分别选择FORM或SORM在极值点处进行线性或二次展开计算失效概率,并将二次展开的极限状态函数近似用线性极限状态函数替代,以方便地... 为了提高极限状态函数具有多极值点时失效概率计算的精度,文章提出了FORM和SORM组合法。该方法根据需要,分别选择FORM或SORM在极值点处进行线性或二次展开计算失效概率,并将二次展开的极限状态函数近似用线性极限状态函数替代,以方便地完成FORM和SORM的组合,实现原极限状态函数失效概率的近似计算。算例表明,文中的方法可以提高失效概率计算的精度。 展开更多

关键词 一阶可靠性方法(form) 二阶可靠性方法(SORM) 组合失效区 可靠性分析 失效概率

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边坡可靠度分析的支持向量机法 被引量：20

4

作者 何婷婷 尚岳全 +1 位作者 吕庆 任姗姗 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期3269-3276,共8页

提出了基于支持向量机(SVM)的边坡可靠度分析新算法。该方法采用均匀设计确定样本点,通过一定数量的确定性计算来训练SVM,拟合边坡的功能函数;采用一阶可靠度方法(FORM)和迭代算法优化SVM模型,获得可靠度指标和验算点信息;在SVM模型基... 提出了基于支持向量机(SVM)的边坡可靠度分析新算法。该方法采用均匀设计确定样本点,通过一定数量的确定性计算来训练SVM,拟合边坡的功能函数;采用一阶可靠度方法(FORM)和迭代算法优化SVM模型,获得可靠度指标和验算点信息;在SVM模型基础上进一步通过二阶可靠度方法(SORM)和蒙特卡罗模拟(MCS)计算边坡的失稳概率。以两个典型边坡为例,通过与其他方法比较,证明了该方法的准确性和高效性。结果表明:提出的在标准正态空间(U空间)中取样并构建SVM,在原始空间(X空间)中计算功能函数的算法,有效地解决了具有相关非正态分布变量的可靠度分析问题,并且可很容易扩展到SORM的计算。算例结果证明,该方法的精度高于FORM;而效率优于MCS。分析过程中,边坡安全系数计算和可靠度分析相互独立。因此,该方法既适用于具有显式功能函数的简单问题,也适用于需要软件计算安全系数的实际边坡问题。 展开更多

关键词 边坡 可靠度分析 支持向量机(SVM) 一阶可靠度法(form) 二阶可靠度法(SORM)

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边坡稳定的有限元可靠度分析 被引量：7

5

作者 谭晓慧 王建国 +1 位作者 刘新荣 张洪涛 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期102-104,共3页

在边坡的有限元分析中引入强度折减法求边坡的整体安全系数,在此基础上进行边坡的整体可靠度分析.这种方法不需对定值法的有限元分析程序作任何修改,无论是线性有限元问题还是非线性有限元问题都适用,且无需对各有限单元求单元的可靠指... 在边坡的有限元分析中引入强度折减法求边坡的整体安全系数,在此基础上进行边坡的整体可靠度分析.这种方法不需对定值法的有限元分析程序作任何修改,无论是线性有限元问题还是非线性有限元问题都适用,且无需对各有限单元求单元的可靠指标,能一次性得出边坡的整体可靠指标,方便易用.并讨论了求导方法及可靠度分析方法对可靠指标计算结果的影响,指出了中心点法中功能函数型式选择的重要性,提出了验算点法中考虑参数间相关性时新的迭代方法. 展开更多

关键词 边坡 可靠指标 有限元 中心点法 验算点法

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元器件性能退化信息的系统性能可靠性评估 被引量：8

6

作者 彭宝华 周经伦 刘学敏 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2011年第10期148-151,共4页

性能可靠性方法为解决现代工程实际中的高可靠、长寿命、小子样产品的可靠性建模分析提供了途径。目前的性能可靠性研究主要是针对元器件开展的,对系统性能可靠性进行研究时通常需要将其看作一个元器件,需要得到系统的性能退化数据,在... 性能可靠性方法为解决现代工程实际中的高可靠、长寿命、小子样产品的可靠性建模分析提供了途径。目前的性能可靠性研究主要是针对元器件开展的,对系统性能可靠性进行研究时通常需要将其看作一个元器件,需要得到系统的性能退化数据,在某些情况下,得到系统的性能退化数据比较困难。实际上,由于元器件的性能退化导致系统性能的变化,因而可以利用元器件的性能退化数据研究系统性能可靠性。从元器件性能与系统性能的关系出发,首先给出了系统可靠度的形式化描述,然后给出了系统可靠度计算的Monte-Carlo仿真方法和近似解析方法,最后通过实例分析验证了该方法的适用性。 展开更多

关键词 系统可靠性 可靠性评估 性能退化 MONTE-CARLO方法 form/SORM方法

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针对非线性极限状态方程的时变可靠度分析 被引量：10

7

作者 黄新萍 姜潮 韩旭 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期264-272,共9页

提出了一种针对一般非线性极限状态方程的时变结构可靠度分析方法.该方法首先将时变功能函数中的随机过程进行离散,获得多个不同时间段的静态功能函数.之后,将各功能函数在最大可能点处进行线性化,并运用全概率公式将其化简为一新的静... 提出了一种针对一般非线性极限状态方程的时变结构可靠度分析方法.该方法首先将时变功能函数中的随机过程进行离散,获得多个不同时间段的静态功能函数.之后,将各功能函数在最大可能点处进行线性化,并运用全概率公式将其化简为一新的静态可靠度分析模型,该模型可运用传统的一次二阶矩方法进行高效求解.最后通过管状悬臂梁、十杆桁架、汽车发动机主轴3个算例验证了该方法的有效性. 展开更多

关键词 时变可靠度 最大可能点 线性化 一次二阶矩方法

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多项式基函数神经网络的结构可靠性分析 被引量：4

8

作者 孟广伟 李广博 +1 位作者 李锋 周立明 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1460-1463,共4页

研究了多项式基函数神经网络法的结构可靠性计算.当结构的极限状态函数复杂,非线性程度较高,功能函数为隐式时,传统的结构可靠度分析方法计算困难,多项式基函数神经网络法为解决结构可靠性分析提供了一种新方法.基于多项式逼近理论,利... 研究了多项式基函数神经网络法的结构可靠性计算.当结构的极限状态函数复杂,非线性程度较高,功能函数为隐式时,传统的结构可靠度分析方法计算困难,多项式基函数神经网络法为解决结构可靠性分析提供了一种新方法.基于多项式逼近理论,利用神经网络模拟逼近能力,将多输入多项式作为网络的激励函数,利用激励函数的广义逆矩阵形式计算网络隐层与输出层的连接权值,拟合结构的功能函数.利用可靠度的一阶可靠性方法计算结构的失效概率.通过实例计算,表明了本方法计算精度高,同时公式简单,易于编程,具有通用普遍性. 展开更多

关键词 结构可靠性 多项式基函数 神经网络 广义逆矩阵 一阶可靠性方法

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可靠度分析中梯度求解方法的研究 被引量：5

9

作者 谭晓慧 刘新荣 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期929-932,共4页

在岩土工程的可靠度分析中,功能函数的形式非常复杂,甚至是隐式的。而对于常用的可靠度分析方法,如一阶可靠性方法(FORM)、二阶可靠性方法(SORM)等,一个重要的问题是求功能函数对基本随机变量的梯度。因此,对于隐式的或复杂的显式功能函... 在岩土工程的可靠度分析中,功能函数的形式非常复杂,甚至是隐式的。而对于常用的可靠度分析方法,如一阶可靠性方法(FORM)、二阶可靠性方法(SORM)等,一个重要的问题是求功能函数对基本随机变量的梯度。因此,对于隐式的或复杂的显式功能函数,必须采用数值微分方法来求解功能函数的梯度。对于可靠度分析中常用的有限差分法(FDM)及有理多项式法(RPT)这两种数值微分方法,本文详细研究了二者间的异同及其求导结果与步长的关系,指出了对于相同的步长控制系数及取样方式,FDM是RPT在线性情况下的特例;对于连续的线性功能函数,可直接用3点FDM求导;对于连续的非线性功能函数,可用5点RPT求导;对于非连续的功能函数,应采用RPT求导。建议取步长控制系数等于1。 展开更多

关键词 可靠度分析 一阶可靠性方法 二阶可靠性方法 有限差分法 有理多项式法

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大跨空间结构选形优化方法比较研究 被引量：3

10

作者 刘霞 郭立君 易伟建 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期7-15,共9页

为了确定某大跨空间结构的最佳受力体系,结合结构形态学知识,根据ESO方法的基本原理,以有限元分析软件ANSYS为平台,建立初始设计域的三维实体模型,以每个单元的存活状态为设计变量,以结构体积最小为目标函数,对该大跨空间结构进行了结... 为了确定某大跨空间结构的最佳受力体系,结合结构形态学知识,根据ESO方法的基本原理,以有限元分析软件ANSYS为平台,建立初始设计域的三维实体模型,以每个单元的存活状态为设计变量,以结构体积最小为目标函数,对该大跨空间结构进行了结构受力体系的选形优化.为满足建筑意图及特殊基础条件的限制,最终选形结果确定为钢结构拱支承受力体系.最后,将ESO方法选形优化确定的结构受力体系与原设计院逆吊法选形优化确定的结构受力体系进行静力计算变形和内力的对比分析,说明了ESO方法选形结果比逆吊法选形结果具有优越性,验证了ESO方法对大跨空间结构受力体系选形优化的可行性及高效性,同时得出了拓扑优化方法对大跨空间结构受力体系选形优化的重要性和必要性. 展开更多

关键词 大跨空间结构 选形优化 ESO方法 逆吊法 结构形态学 可靠性分析

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非线性包装件加速度响应首次穿越问题分析 被引量：7

11

作者 朱大鹏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第24期166-171,共6页

研究非线性包装件在随机振动支座激励下加速度响应的首次穿越损坏概率的分析方法。将随机振动激励离散化表示在标准随机变量空间,构建求解包装件加速度响应首次穿越概率的分析方法。对于非线性系统,应用模型修正因子法构建了系统修正理... 研究非线性包装件在随机振动支座激励下加速度响应的首次穿越损坏概率的分析方法。将随机振动激励离散化表示在标准随机变量空间,构建求解包装件加速度响应首次穿越概率的分析方法。对于非线性系统,应用模型修正因子法构建了系统修正理想化分析模型,用于近似估计非线性系统设计点,由于应用模型修正因子法估计的可靠度指标不小于真实非线性系统可靠度指标,应用最小化可靠度指标求得理想化模型的参数,可准确求得非线性系统设计点。应用一阶可靠性方法分析了非线性包装件加速度首次穿越损坏的概率。实例分析表明,所构建的首次穿越损坏概率分析方法具有良好的准确性,对于包装件振动可靠度分析和优化包装设计具有重要意义。 展开更多

关键词 非线性包装件 首次穿越损坏 模型修正因子法(MCFM) 一阶可靠性方法(form)

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基于改进LHS模式的可靠性设计优化

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作者 张培培 尹子栋 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期348-352,共5页

在设计优化中,确定性优化由于没有考虑输入量的不确定性,其优化结果可能不可靠(不安全),因此基于可靠性的设计优化(reliability-based design optimization,RBDO)得到关注。然而可靠性设计优化计算量大,尤其对于高维问题。基于此,提出... 在设计优化中,确定性优化由于没有考虑输入量的不确定性,其优化结果可能不可靠(不安全),因此基于可靠性的设计优化(reliability-based design optimization,RBDO)得到关注。然而可靠性设计优化计算量大,尤其对于高维问题。基于此,提出一种新方法——改进拉丁超立方体取样(Latin hypercube sampling,LHS)方法,该方法可利用先前迭代步骤已用的取样点,从而降低计算量。其中可靠性指数通过基于漫射近似(diffuse approximation,DA)的一阶可靠性方法(first-order reliability method,FORM)计算得到。最后用两个数学实例验证该方法可以极大地降低RBDO问题的计算量。 展开更多

关键词 可靠性设计优化(reliability-based design optimization RBDO)拉丁超立方体取样一阶可靠性方法(first-order reliability method form)漫射近似(diffuse APPROXIMATION DA)

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间隙对铝合金帽型材绕弯回弹规律影响研究 被引量：2

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作者 张冉阳 全运平 +2 位作者 郭正华 赵刚要 张坚 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2016年第1期148-152,共5页

回弹是型材弯曲成形中不可避免的现象,模具与型材间间隙是影响回弹量的重要因素之一。为研究间隙对型材回弹半径和回弹角的影响,基于数值模拟软件ABAQUS建立了5052铝合金帽型材数控弯曲及卸载回弹的有限元模型,并实验验证了所建有限元... 回弹是型材弯曲成形中不可避免的现象,模具与型材间间隙是影响回弹量的重要因素之一。为研究间隙对型材回弹半径和回弹角的影响,基于数值模拟软件ABAQUS建立了5052铝合金帽型材数控弯曲及卸载回弹的有限元模型,并实验验证了所建有限元模型的可靠性,分析了压块、防皱块、弯曲模及夹块与型材间间隙对回弹的影响。研究发现:减小弯曲模、夹块与型材间间隙回弹减小,减小压块与型材间间隙回弹增大,而防皱块与型材间间隙对回弹影响不明显。 展开更多

关键词 间隙 帽型材 绕弯 回弹 数值模拟

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我国高校护理学生临床能力及其评价工作的研究现状 被引量：14

14

作者 陈燕华 余兆兰 王英 《解放军护理杂志》 2011年第2期9-11,67,共4页

目的分析我国护理学生临床能力及其评价工作的现状,为探讨有效的评价方法、评价工具和培养方法提供依据。方法以"临床能力/护理"为检索词检索中国生物医学文献数据库、中国期刊网全文数据库和万方数据库1994-2009年的文献,以... 目的分析我国护理学生临床能力及其评价工作的现状,为探讨有效的评价方法、评价工具和培养方法提供依据。方法以"临床能力/护理"为检索词检索中国生物医学文献数据库、中国期刊网全文数据库和万方数据库1994-2009年的文献,以系统评价的方法对我国护理学生临床能力评价的相关研究进行分析。结果我国护理临床能力概念界定模糊、不统一;评价工具少,信度、效度需要进一步检验;评价方式以量表评价和客观结构化临床考试为主,多种评价法并存;高校护理毕业生临床能力总体符合要求;临床能力受多种因素影响,护理学生临床能力培养及其评价的研究尚处于起步阶段。结论我国对于护生护理临床能力的评价尚未形成一个清晰的、公认的概念以及权威的评价工具和方法,有必要进一步深入开展有关护理临床能力内涵、评价工具、评价方法等方面的研究。 展开更多

关键词 临床能力 评价 护理 学生 高校

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基于上限分析的空间变异土质边坡可靠度 被引量：10

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作者 孙志豪 谭晓慧 +2 位作者 孙志彬 林鑫 姚玉川 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3397-3406,共10页

空间变异性是土体的固有不确定性。采用随机场理论表示土体的空间变异性,通过Karhunen–Loève(KL)展开法进行随机场的离散。使用基于离散机构的边坡上限分析,在生成速度间断面时考虑空间各点的内摩擦角随机场离散结果,并联合使用... 空间变异性是土体的固有不确定性。采用随机场理论表示土体的空间变异性,通过Karhunen–Loève(KL)展开法进行随机场的离散。使用基于离散机构的边坡上限分析,在生成速度间断面时考虑空间各点的内摩擦角随机场离散结果,并联合使用强度折减法、二分法及序列二次规划法求解边坡的安全系数,采用一阶可靠度方法(FORM)和子集模拟(SS)进行边坡的可靠度分析。针对SS与强度折减法的特点,提出二者耦合的优化算法以提高计算效率。通过对某土质边坡的计算分析,阐明了基于KL展开法的FORM及SS在求解边坡可靠指标及失效后果的异同点,分析了土体强度参数变异系数对边坡可靠指标与失效后果的影响规律,为进行边坡的风险分析与防治提供了理论依据。 展开更多

关键词 土质边坡 上限分析 空间变异性 一阶可靠度 子集模拟

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