一、An Intelligent Method for Structural Reliability Analysis Based on Response Surface(论文文献综述)
宋宇宁[1](2021)在《有限元响应面法在土石坝可靠度分析中的应用》文中提出土石坝适应地基变形能力强,且具有经济、安全、取材运输方便和抗震性能强等优点,是一种常见的坝型。但是由于土石坝的坝址环境条件复杂,来自内外部的影响因素很多,土石坝的力学参数以及承受地震荷载等具有一定的随机性。其力学参数采用常值的结构分析常显示出局限性。因此,很有必要对土石坝进行安全可靠性分析。可靠度分析是一种基于收集数据和资料的概率统计分析。在结构设计中,采用概率论的方法,定量地考虑结构各种影响因素的不确定性,并根据概率论和统计理论对结构的安全性和可靠性进行考量。土石坝是由天然土石料经过人工碾压填筑成的。在大坝施工过程中,坝料的岩性、风化程度和密实度等具有一定的随机性,这导致其物理力学性质具有空间变异性。因此采用可靠度理论分析土石坝的受力、变形与稳定,能够更好地把握土石坝在实际工作时的状态,评价其安全性。由于土石坝的结构较复杂,涉及多个随机变量,其极限状态方程通常是参数随机变量的非线性且是隐式的方程。采用常规方法很难精准计算出土石坝的可靠度指标。本文将结构可靠度分析的响应面方法和土石坝静力有限元分析计算相结合,以观音岩心墙土石坝为例,进行了随机有限元静力计算,并在此基础上分析计算了土石坝的可靠度指标和失效概率。主要研究工作有:(1)建立观音岩心墙土石坝有限元网格模型,并对该土石坝进行静力应力应变计算,确定了该土石坝坝体的变形特征。整理己有土石坝工程堆石料邓肯—张E-B模型参数,根据统计结果假定邓肯—张E-B模型参数近似服从正态分布,并在此基础上对土石坝进行了可靠度分析。(2)根据统计的E-B模型参数的变异系数,确定Kb和K作为随机变量,其余E-B模型参数为常量进行坝体可靠度分析。通过中心复合设计进行抽样,利用响应面法和改进的一次二阶矩法,通过MATLAB语言编程来求解坝体最大沉降点的可靠指标与失效概率,对不同极限状态下的可靠度进行了分析。
牛海峰[2](2021)在《基于神经网络算法预应力混凝土连续梁桥可靠度分析》文中认为服役过程中的预应力混凝土连续箱梁桥,不仅会承受各种荷载,还会受到周围环境的影响、化学物质的侵蚀以及结构材料老化的影响。因此桥梁结构构件会出现不同等级的损坏和缺陷,导致其承载力不足,影响桥梁的正常使用和运营,甚至导致一系列安全事故的发生。因此,对现有运营中的桥梁结构进行科学、合理、准确的可靠度分析与剩余寿命评估,指导相应的维修加固处理,既能有效降低各种桥梁运营中的安全隐患,又能产生一定的社会经济效益。本文以预应力混凝土连续箱梁桥的可靠度为主要研究对象,采用GA-BP神经网络模型拟合结构极限状态功能函数,考虑对耐久性产生影响的各种主要因素,使用Monte-Carlo算法进行可靠度指标及失效概率的计算分析。本文还利用MATLAB语言编制预应力混凝土连续箱梁桥可靠度指标及失效概率的计算程序语言,得到了在设计基准期内预应力混凝土连续箱梁桥可靠度的变化规律,揭示了现役预应力混凝土连续箱梁桥可靠度的时变规律,建立和完善了现役预应力混凝土连续箱梁桥可靠度评估方法和技术,具有一定的技术创新性和实际工程指导意义。本文主要研究内容如下:(1)基于BP神经网络的基本理论和遗传算法优化的实现方式,对BP神经网络进行优化,建立了 GA-BP神经网络模型。更加高效、准确、便捷的对预应力混凝土连续梁桥的极限状态功能函数进行拟合。(2)使用Midas Civil建立有限元模型,通过对桥梁服役过程中产生影响的各种因素进行分析,建立了混凝土重度、车辆荷载、混凝土强度、预应力钢束截面积和预应力钢束强度等五个随机变量的概率变化模型,对统计参数的经时变化规律进行了研究。(3)在得到结构的极限状态功能函数后,使用MATLAB语言编制了计算可靠度指标及失效概率的程序。应用于某一实际工程,分别对预应力混凝土连续梁桥的正常使用和承载能力极限状态的可靠度指标进行分析计算,并与目标可靠度进行对比分析,以此法分析和预测预应力混凝土连续梁桥剩余寿命。
智鹏鹏[3](2020)在《轨道车辆结构可靠性分析与优化设计方法研究》文中研究指明随着现代轨道车辆结构日益复杂化和轻量化,对其质量水平提出了更高的要求,面对关键和复杂设计需求的增加,愈加需要对工程实际中存在的几何尺寸、材料属性、载荷等不确定性因素高度关注,并进行精确地度量与评估,以减少其对结构性能的影响,确保轨道车辆结构的可靠性和安全性。但是,传统轨道车辆结构分析一般基于确定的结构参数和载荷条件,并借助数值仿真分析和静/动态试验验证其是否满足标准要求,导致分析结果偏于保守且较为理想化。而基于不确定性的结构分析考虑了工程信息中的不确定性,能够真实地对结构零部件性能进行估计,预判其存在失效的可能性,进而减少主要的不可靠性因素,预防事故的发生。同时,考虑参数不确定性的结构优化能够使轨道车辆设计中的分析模型更加精细,获得兼顾可靠性和优异性能的设计方案。为此,本文考虑参数的不确定性从结构可靠性与优化设计两方面开展适用于轨道车辆结构的设计方法研究,对现有不确定性分析与优化理论体系进行拓展和完善,为轨道车辆在研制阶段的可靠性设计提供理论支持和技术支撑。本文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)提出考虑参数不确定性的结构静/疲劳强度分析方法。为了验证结构性能分析中考虑参数不确定性的必要性,基于D-最优试验设计和有限元分析确定设计参数波动下的结构静强度,应用响应面代理模型建立不确定性设计参数与结构静强度的函数表达式,并分析参数的不确定性对结构静强度的影响,进而采用Monte Carlo(MC)方法分析结构静强度可靠性;同理,基于疲劳分析理论构建不确定性影响下结构疲劳强度的评估模型,并采用重要性抽样法分析设计参数的不确定性对结构疲劳强度的影响,结合改进的Goodman-Smith疲劳极限图,评估结构疲劳强度可靠性。所提方法定量分析参数不确定性对结构性能的影响,解决了传统确定性分析相对保守的问题。(2)提出适用于轨道车辆结构设计的单/多工况结构可靠性分析方法。面对结构在复杂载荷工况下可靠性分析准确性的提升问题,结合Chebyshev不等式和6σ原则,建立描述区间变量的分段函数模型,提出新模型中区间变量的生成策略及可靠度计算方法,实现结构在单工况下的可靠度精确计算,减少基于概率分布假设导致分析结果的离散性。此外,改进差分进化粒子群算法(IDEPSO)优化子集模拟(SS),结合改进Ditlevsen方法和最优准则,提出一种基于IDEPSO-SS的多工况结构可靠性分析方法,揭示多工况及其相关性对结构可靠度的影响规律,并确定多工况下结构的最优失效次序。该方法拓宽了可靠性分析方法的应用范围,同时克服了现有模型在多种组合工况下实现轨道车辆结构性能分析的不足。(3)提出基于随机过程的轨道车辆结构静/疲劳强度时变可靠性分析方法。考虑由载荷引起的结构可靠性的时变性与动态性,采用泊松随机过程和概率分布特征描述载荷的作用次数及大小,伽马随机过程描述材料强度的退化,在考虑参数不确定性的条件下建立结构的时变可靠性模型,分析参数的不确定性及时间对结构静强度可靠性的影响。在此基础上,基于线路试验和疲劳损伤理论计算结构的等效应力,利用连续时间模型和伊藤引理,建立时变等效应力与疲劳强度模型,进而提出轨道车辆结构的等效时变动态应力-强度干涉模型,分析结构服役寿命与疲劳可靠度的关系。该模型直观反映了服役寿命(时间)对等效应力和疲劳强度的影响,适用于任意服役寿命(时间)下以动应力为基础的焊接结构疲劳可靠性分析。(4)提出一种基于多级响应面代理模型的模糊优化设计方法。针对隐式结构的多变量优化问题,利用MC方法对结构设计参数进行灵敏度分析,并对其进行分级。采用模糊理论处理设计参数边界约束的不确定性,结合D-最优试验设计和多项式响应面代理模型,依次建立结构的多级响应面模糊优化模型,并应用遗传算法(GA)和非线性规划(NP)对其进行求解。通过与单级响应面代理模型对比,所提方法的计算精度和效率较高,解决了其在多优化变量条件下,拟合精度差及优化效率低的问题。(5)提出一种多目标时变可靠性模糊优化设计方法。为了表征时间对显式结构综合性能的影响,在对其性能指标进行理论推导的基础上,结合连续时间模型和伊藤引理,建立其时变刚度模型和时变强度可靠性模型。同时,采用模糊理论对结构的设计参数进行不确定性量化,应用物理规划法提高设计人员对优化目标的偏好,建立具有时变刚度约束和时变强度可靠性约束的多目标模糊优化设计模型,发展了结合DoE抽样的混合优化求解策略,通过对比三种混合优化策略下的模糊/非模糊优化设计,验证了考虑结构时变可靠度和优化变量模糊性的必要性。该方法在提高优化结果准确性和可靠性的同时,解决了结构设计中因忽略时间因素导致的优化结果偏于危险的问题。
吴福齐[4](2020)在《多层极限学习机响应面结构可靠性分析方法》文中认为随着土木行业的快速发展,实际工程结构变得大型而复杂。复杂结构带来的不确定因素越来越多,随之而来的安全问题也更为显着,对结构可靠性分析及其方法形成了新的挑战。传统的结构可靠性分析方法如:一次二阶矩法、二次二阶矩法和蒙特卡罗法等由于其各自的局限性,难以同时满足较高的精度和效率要求来解决可靠性分析问题。在结构可靠性分析中,响应面法被广泛应用于减少工程分析计算量。响应面法选取特定位置的样本,利用某种显式函数来近似原极限状态函数,响应面的精度取决于函数类型的选择和样本点的位置。鉴于多层极限学习机具有快速、深度学习能力和能捕捉高维信息的特点,本文提出基于多层极限学习机的结构可靠性分析方法,以多层极限学习机代替原极限状态函数进行结构可靠性分析,主要的研究内容如下:一、基于多层极限学习机和一次二阶矩结构可靠性分析方法。该方法采用多层极限学习机重构原极限状态函数,将重构好的多层极限学习机结合有限步长迭代的一次二阶矩法进行结构可靠性分析,并与单隐含层的极限学习机计算结果进行对比和分析。为了避免多层极限学习机陷入过拟合,在重构过程中引入Dropout和Targeted Dropout技术。通过算例讨论与分析,验证该方法的可行性与有效性。二、基于多层极限学习机和蒙特卡罗模拟的结构可靠性分析方法。该方法采用随机序列或伪随机Halton序列产生训练样本点,运用多层极限学习机重构原极限状态函数,在重构过程中同样引入Dropout和Targeted Dropout技术处理多层极限学习机可能的过拟合,将重构好的响应面结合蒙特卡罗法进行结构可靠度计算。算例结果表明,与传统的蒙特卡罗法相比,该方法具有较好的精度和效率。三、基于粒子群优化算法抽样的多层极限学习机结构可靠性分析。采用粒子群算法来生成重构函数所需训练样本的机制,得到一些尽可能分布在设计验算点或极值点附近的样本点,作为重构函数的训练样本集,实现小样本条件下原极限状态函数的多层极限学习机近似表达,然后结合蒙特卡罗法进行结构可靠度计算,最终实现以较好的精度和效率求解可靠性分析问题。
李朝阳[5](2020)在《高效响应面法及其在施工脚手架可靠度分析中的应用研究》文中提出施工脚手架是由细长构件通过特定的连接件搭设而成的格构式结构,力学行为复杂。在随机因素的影响下,施工脚手架的随机输出与随机输入之间存在高度非线性关系,导致极限状态方程难以显性表达,这为开展施工脚手架可靠度分析带来了挑战。响应面法(RSM)在概率空间中采用近似函数显性表达结构空间中的目标响应量,为建立显式极限状态方程、开展施工脚手架可靠度分析提供了有效手段。但是,传统响应面法存在如下两方面问题:一是开展多目标可靠度分析时需要反复重构响应面,导致计算效率降低;二是对于含非高斯随机变量的结构可靠度问题,传统响应面法的计算精度和计算效率都较低。鉴于此,本文针对施工脚手架可靠度分析的难点以及传统响应面法存在的问题,重点围绕响应面的反复重建和非高斯概率分析的响应面处理方式、及其在施工脚手架中的应用开展系统研究。本文主要研究内容包括:(1)从响应面的展开形式、配点的选择、待定系数的求解等方面入手,系统分析了传统二次多项式响应面法(QRSM)和Hermite多项式响应面法(HRSM)在脚手架可靠度分析中需要反复重建的问题根源,揭示了传统响应面法对概率空间和结构空间的位置依赖性,及其对结构可靠度分析的计算精度和计算效率的影响。研究表明,QRSM对概率空间中样本点的位置具有依赖性,导致QRSM需要通过迭代分析确定极限状态面上的验算点,导致计算效率和精度较低,尤其对于非线性程度高的极限状态方程;HRSM采用Hermite混沌多项式响应面,尽管能够克服QRSM在概率空间的位置依赖性,但由于HRSM和QRSM一样均属于标量型响应面,只能针对结构空间中的某个求解目标建立响应面,响应面的待定系数随着求解目标在结构空间位置的变化而变化,因而二者在结构空间仍具有位置依赖性,从而影响了求解多目标可靠度问题的效率。(2)针对传统QRSM和HRSM两类标量型响应面法在概率空间和结构空间具有位置依赖性的问题,提出了不依赖于概率空间和结构空间位置的全域响应面法(FRSM)。首先利用内力和外荷载之间的平衡条件构造Krylov基向量,据此建立高斯概率空间内不依赖于概率空间和结构空间位置的全域响应面;然后按照随机变量的组合构造组合行向量,根据组合行向量线性无关的原则,在高阶混沌多项式的根中遴选有效配点;最后利用最小二乘法求解待定系数。分析结果表明,全域响应面法克服了传统标量型响应面法的位置依赖性,在概率空间和结构空间中具有全域性。同时,FRSM只需少量的有效配点,可以大幅度减少有限元分析次数,显着提高计算效率,尤其是当随机变量数较多时,可以有效解决传统响应面法在多维随机分析中存在的“维度灾难”问题。(3)为了进一步拓展FRSM的应用范围,提出了含非高斯互相关变量结构多目标可靠度分析的FRSM。首先根据Cholesky分解法,利用结构总体刚度矩阵和荷载列阵形成建立非高斯概率空间内的Krylov基向量,据此建立非高斯概率空间内全域响应面;按照组合行向量线性无关的原则遴选出独立标准高斯空间中的有效配点,进而利用Nataf变换和Cholesky分解法将其映射到非高斯概率空间中;最后通过最小二乘法确定全域响应面的待定系数,进而根据显式的全域响应面开展多目标可靠度分析。分析结果表明,该方法能够准确地求解含非高斯互相关随机变量工程结构的随机响应和可靠度,同时,对于多目标可靠度分析问题,该方法具有比传统响应面法更高的计算效率。(4)针对传统HRSM在开展含非高斯变量结构随机分析时存在响应面展开阶次高、计算精度和效率低等缺陷,提出了含非高斯变量施工脚手架结构可靠度分析的广义混沌多项式响应面法(GRSM)。首先根据不同分布类型随机变量相对应的一维广义混沌多项式,采用张量积的形式构造了多维混合型广义混沌多项式,据此建立了目标响应量的广义混沌多项式响应面;然后按照配点系数矩阵行满秩原则遴选最优配点,并通过求解常规线性代数方程组确定该响应面的待定系数;最后利用GRSM分析了结构的随机响应和可靠度,并与传统HRSM和蒙特卡罗法(MCS)进行了对比分析。分析结果表明,所建立的GRSM仅需要展开2-3阶即可获得足够的计算精度,并大幅提高计算效率,从而有效克服了HRSM的缺陷。(5)针对非线性因素和随机因素的影响下,施工脚手架力学行为复杂,结构随机响应和可靠度难以高效计算的问题,将GRSM与施工脚手架非线性分析模型和稳定承载力分析模型相结合,研究建立了施工脚手架可靠度分析的高效方法。首先基于梁柱法建立了考虑二阶效应和非线性半刚性连接影响的非线性分析模型和稳定承载力分析模型;然后利用GRSM的非侵入特性,将GRSM与非线性分析模型和稳定承载力分析模型相结合,分别建立了基于正常使用极限状态和稳定极限状态的施工脚手架可靠度分析方法,并利用GRSM对计算脚手架响应量进行了全局灵敏度分析。分析结果表明,GRSM可以有效地分析随机因素、非线性因素及其耦合作用对脚手架可靠度的影响;GRSM仅需展开较低的阶次,便可高效地确定脚手架的可靠度指标和灵敏度系数,具有较高的计算效率。
陈扬瑞[6](2020)在《桥梁承载能力评估及预测研究》文中研究表明桥梁承载能力评估是桥梁结构状态评定、建立和完善桥梁管理系统的重要环节。面对日益增多且庞大的桥梁数量,解决桥梁承载能力快速有效的评估预测问题是桥梁管养维护面临的重要而迫切的任务。但既有桥梁承载能力评估通常采用传统的外观及结构检测和静动载试验结果,结合规范标准和可靠度理论进行桥梁承载能力的评估,这种传统的桥梁结构评估方法虽然是一种直接有效的方法,然而该方法成本较高、影响交通以及具有一定安全隐患,而且面对数量庞大的桥梁评估问题已越来越显得诸多不足。因此,本文以桥梁结构承载能力智能评估预测方法为切入点,采用云理论对桥梁结构承载能力进行评估,利用克里金模型和高斯过程模型分别对桥梁承载能力进行预测,验证云理论桥梁承载能力评估和克里金和高斯过程模型承载能力预测的正确性,构建桥梁结构承载能力评估预测的智能方法,并采用该方法对典型的桥梁进行工程应用。主要研究内容如下:(1)通过实际外观检查案例,利用模糊云理论考虑了人为主观对既有桥梁评级的影响,并和普通规范的方法进行了对比分析。(2)推导了高斯过程和kriging代理模型,并在数学软件MATLAB上予以实现,并且通过对理想状态的悬臂梁进行分析,利用响应面算法,初步证实了结构的静力行为可以通过结构的动力特征值进行预测。(3)选取了典型的两种变截面桥梁,对其(4)在以上研究的基础上验证了不同的响应面算法以及抽样方法对计算结果的影响。研究结果表明:桥梁结构承载能力评估预测的智能分析方法既避开复杂现场试验影响交通及成本高风险大的困难,又克服常用评估方法难以应对数量巨大桥梁的性能评估难题。智能分析提供了一种既可靠又经济的桥梁结构承载能力评估预测的新思路,因而具有重要的理论意义和工程价值。
董世民[7](2020)在《仿生逆可靠度在岸坡工程中的应用研究》文中进行了进一步梳理岸坡工程一直是水利工程界和岩土工程界的经典研究领域,其数量和体量都十分庞大。随着人们逐渐接受岸坡工程岩土体的赋存环境、组成成分、物理特征、力学特征等因素都存在不同程度的不确定性这一理念,广大科研工作者们在进行岸坡工程稳定性分析时,都会将这种不确定性考虑在内。岸坡工程中涉及到可靠度的大多是进行正可靠度分析,即在已知岸坡土体参数的统计特征和结构功能函数的情况下,求解岸坡的失效概率或可靠度指标,从而进行稳定性分析与评价。而逆可靠度问题是指根据结构的重要性等级和破坏类型等信息,预先设定目标可靠度指标,求解结构功能函数中的未知参数。逆可靠度分析方法求解岸坡安全系数能够考虑参数的不确定性,比较符合工程实际。在详细阐释逆可靠度问题及常用逆可靠度分析方法的基础上,将逆可靠度求解和智能仿生算法有机结合,形成了仿生逆可靠度分析方法。本文在应用响应面法拟合隐式功能函数时,应用理论较为严密的强度折减法,小间隔高精度地计算岸坡安全系数作为响应值;采用二次响应面函数形式,恰当地描述土体参数和安全系数之间的关系;应用鲁棒性强,性能优越的飞蛾捕焰仿生算法求解响应面函数的各项系数保证响应面的拟合精度。通过上述过程获取结构功能函数后,结合优化理论将逆可靠度问题转化为约束优化问题,应用仿生粒子群优化算法适用性广、响应速度快的特点,将逆可靠度问题的求解过程转化为仿生粒子群优化算法中的目标函数、约束条件进而高效求解逆可靠度问题。应用本文所构建的仿生逆可靠度分析方法对某岸坡工程进行稳定性分析,结果表明:在岸坡稳定性分析过程中,结合有限元强度折减法和拟合能力强的飞蛾捕焰仿生算法的响应面法更加可靠,构造出的响应面误差很小,为逆可靠度分析奠定了基础;仿生粒子群优化算法与常用的逆可靠度分析方法相比,在处理高度非线性的逆可靠度问题时,收敛性好、求解速度快。
赵子越[8](2020)在《基于可靠度的钢桁架拱桥施工过程扣索索力优化研究》文中指出对于斜拉扣挂法施工的钢桁架拱桥,扣索张拉方案的确定是施工方案的重难点。在实际施工过程中,桥梁的内力、线形等受不确定因素影响较大,所以合理的扣索张拉方案需要考虑不确定因素的影响并满足施工过程多种控制准则。为了解决以上问题,本文提出了一种基于可靠度的多目标优化方法,在保证施工过程可靠度的条件下对扣索张拉方案进行优化。主要内容如下:1、介绍了可靠度计算分析的基本方法与基于可靠度的优化方法,并根据国内外提出的基于可靠度的结构优化理论,结合多目标优化的特点,建立了一套完整的基于可靠度的多目标优化方法。2、以某平面桁架为算例,对比了三种响应面法在计算可靠度时各自的优劣性,并确定使用支持向量回归响应面法进行函数拟合。使用本文提出的基于可靠度的优化方法对该平面桁架进行优化设计,验证方法的可行性。3、以某跨径组合为70+240+70m的下承式钢桁架拱桥为例,对该钢桁架拱桥斜拉扣挂施工期间的扣索应力、钢桁架应力、腹杆稳定性、支座的可靠度进行计算,并对各参数的灵敏度进行分析,并利用一般界限范围估计法估算斜拉扣挂施工阶段的体系可靠度,结果显示初始方案下结构体系可靠度指标为1.12<β<1.15,存在较大的安全隐患。4、将本文所述基于可靠度的优化方法应用于该桥,根据参数灵敏度的分析筛选出对各类可靠度影响显着的随机变量。选取设计变量对张拉方案进行基于可靠度的优化,在优化了成桥线形及结构应变能的同时使得斜拉扣挂施工期间结构的可靠度在可接受的范围。结果显示优化后体系可靠度范围是3.13<β<3.22’,相比约优化前明显提高,同时位移误差绝对值之和相比于优化前减小约12%,施工至拱肋合拢阶段的结构总弯曲应变能减小约2.6%。本文提出的基于可靠度的优化方法,将基于可靠度的优化与多目标粒子群优化结合起来,可优化多个目标函数同时考虑结构中不确定因素的影响,优化得出不再是唯一解而是非劣解集,可以供决策者根据具体情况选择合适的解,较仅考虑单一目标的优化更加合理。
宋明康[9](2020)在《船舶撞击作用下桥梁结构时变可靠度研究》文中指出随着近年来我国跨越江海湾桥梁的大量修建,船舶的吨位和流量的日益增大,船撞安全问题逐渐被重视。在桥梁的设计基准期内,沿海地区的桥梁结构抗力会受氯离子侵蚀影响而随时间衰变且不可恢复,进而影响了桥梁结构性能,导致桥梁结构在船撞作用下可靠度的变化。本文正是在这样的背景下,从沿海地区桥梁结构的耐久性研究入手,以桥梁工程可靠度研究为核心,提高桥梁结构的船撞安全性为目的,围绕沿海地区氯盐侵蚀环境下桥梁结构的船撞时变可靠度问题展开系统深入的研究。通过分析典型桥型在船舶撞击下的典型破坏模式,并确定破坏准则,在此基础上建立船撞时变可靠度分析模型,并进行船撞时变可靠度分析。本文瞄准桥梁船撞安全研究前沿,对保证航道桥梁的船撞安全性具有十分重要的科学意义和实际意义。本文首先对桥梁船撞可靠度和钢筋混凝土结构耐久性的国内外研究现状和趋势进行了阐述,在总结已有桥梁船撞可靠度和混凝土结构耐久性理论的基础上,考虑了钢筋锈蚀、材料强度变化对桥梁结构抗力衰减的影响,探究了沿海地区氯盐侵蚀下钢筋混凝土材料的劣化规律和结构时变抗力规律。结合混凝土结构耐久性衰减模型,提出了进行桥梁结构船撞时变可靠度计算的方法和流程,并给出船撞时变可靠度计算的技术路线。其次,在总结分析国内外船撞事件的基础上,针对船舶撞击桥梁下部结构的广泛性,依据结构破坏准则,确定了桥梁船撞极限状态功能函数,同时对影响桥梁船撞时变可靠度的因素进行了探究,给出了桥梁船撞时变可靠度影响因素的概率模型,结合混凝土结构耐久性衰减模型,提出了进行桥梁结构船撞时变可靠度计算的方法和流程。对于功能函数无法明确表达的桥梁结构,提出采用基于响应面的方法对桥梁进行船撞时变可靠度分析,编制了相应的程序,较好的解决了桥梁结构功能函数呈隐式、非线性的可靠指标计算问题。结合桥梁工程实例,基于建立的氯离子侵蚀环境下钢筋混凝土结构耐久性衰减模型,考虑桩截面纵筋、箍筋屈服强度的降低及保护层混凝土抗压强度的衰减对桥梁结构进行时变抗力分析。建立桥梁结构的动力有限元模型进行时程分析,采用响应面法对船撞作用下桥梁结构的时变可靠指标及失效概率进行了迭代计算分析,对桥梁船撞时变可靠度分析在实际工程中的应用提供了参考。最后,对桥梁结构船撞时变可靠度研究进行了展望,并分析总结了其中尚需进一步研究的内容。
朱晓斌[10](2019)在《渗流—应力耦合作用下重力坝模糊随机可靠度分析》文中研究指明混凝土重力坝可靠度分析为坝体结构安全提供了科学的分析手段,渗流-应力耦合作用是影响重力坝安全的重要因素之一。然而,目前相关研究中缺乏考虑坝基岩体物理力学参数模糊性和随机性、渗流-应力耦合作用以及重力坝极限状态模糊性的综合影响;可靠度研究中经典响应面法存在拟合精度不高、收敛困难的问题,且蒙特卡罗法求解可靠指标过程中存在当响应面拟合精度较低或失效概率较小时,易导致计算不收敛的不足。针对上述问题,开展渗流-应力耦合作用下的重力坝模糊随机可靠度分析研究,具体研究内容及主要成果如下:(1)针对目前混凝土重力坝有限元分析模型中,缺乏将模糊变量与随机场模型相结合的研究,导致难以探究岩体参数模糊性和随机性的共同作用对重力坝安全稳定性影响的不足,提出考虑坝基岩体参数模糊性的重力坝随机有限元分析模型。利用NURBS-TIN-BREP空间混合数据结构,基于误差分析的NURBS地质曲面动态拟合方法,构建重力坝工程三维工程地质统一模型;利用基于信息熵理论的模糊变量等效转化法,实现模糊变量和随机变量的等效转化;利用岩体空间变异性理论和局部平均法,实现基于三维工程地质统一模型的重力坝模糊随机分析。结果表明,坝基岩体参数的模糊性和随机性对坝基局部应力场影响较大,坝基主应力平均增加20%左右,且考虑坝基岩体参数模糊性和随机性后重力坝安全系数降低10%以上。(2)针对目前混凝土重力坝渗流-应力耦合分析模型中,缺乏考虑渗流参数的模糊性和随机性,且尚未建立同时考虑渗流参数和结构力学参数模糊性和随机性的渗流应力耦合模型的不足,提出考虑坝基岩体参数模糊性和随机性的重力坝渗流-应力耦合模型。考虑渗流计算中渗流参数的模糊性和随机性,将渗透系数视为模糊随机变量,建立渗流分析的模糊随机数学模型;基于渗流-应力耦合理论,考虑渗流参数与结构力学参数的模糊性和随机性,构建重力坝稳定性分析的模糊随机渗流-应力耦合分析模型,并结合某重力坝工程进行算例研究。结果表明:考虑渗透系数的模糊随机性后,坝基岩体渗流速度最值增加约20%;相比于坝基岩体参数的模糊性和随机性,渗流-应力耦合作用对重力坝安全的影响更大,考虑渗流-应力耦合作用将降低混凝土重力坝安全系数。(3)针对目前混凝土重力坝可靠度研究,由于经典响应面法忽略样本点系数权重,同时缺乏样本集动态迭代,从而导致拟合过程存在拟合精度不高、收敛困难以及结构计算量大的不足,提出重力坝可靠度分析的加权动态响应面法。考虑响应面样本点赋权,提出基于样本点距失效面距离确定权重方法;提出响应面动态迭代更新策略,将更新过程中的样本点加入响应面训练集,利用迭代过程中的样本点信息动态更新样本点权重和样本集。采用修正拟合优度系数对所提方法的拟合效果进行评价,结果表明,计算得到响应面的修正拟合优度为0.998,所得极限状态方程能够很好地代替原函数,证明方法的有效性和先进性。(4)针对目前常用的蒙特卡罗法求解重力坝响应面可靠指标的过程中,当响应面拟合精度不足或失效概率较低时,蒙特卡罗法通常得到的失效概率为零,从而导致计算不收敛的缺点,引入改进猫群算法求解响应面可靠指标,克服了经典猫群算法由于恒定的算法参数而导致寻优和收敛能力较弱的不足。根据可靠指标的几何涵义将可靠指标计算问题转化为优化问题,为智能算法求解可靠指标提供基础;将经典猫群算法中的分组率和惯性速度权重系数进行自适应更新,并增加计算收敛条件,提出改进的猫群算法,并利用五种基准测试函数,对改进猫群算法的有效性进行验证。以考虑参数模糊性和随机性的重力坝渗流-应力耦合模型为例,利用加权动态响应面法和改进猫群算法,计算得到可靠指标为2.36,验证了所提方法的有效性。(5)针对目前混凝土重力坝可靠度分析研究中,缺乏综合考虑岩体物理力学参数的模糊性和随机性、渗流-应力耦合作用以及重力坝极限状态模糊性等方面影响的研究,提出考虑渗流-应力耦合作用的混凝土重力坝稳定性模糊随机可靠度分析方法。利用重力坝可靠度基本变量的模糊性和随机性,以及极限状态的模糊性分析方法,在考虑渗流-应力耦合作用、坝基岩体物理力学参数模糊性和随机性、以及重力坝极限状态模糊性等方面综合影响的条件下,提出考虑渗流-应力耦合作用的重力坝模糊随机可靠度分析方法,并利用加权动态响应面法和改进猫群算法对可靠指标进行求解;采用加权动态响应面法改进拓展傅里叶幅值敏感性检验法对可靠度分析中的模糊随机变量进行筛选,减少大量样本组带来的计算资源消耗。结合某混凝土重力坝开展工程应用研究,建立工程地质模型和模糊随机渗流-应力耦合分析模型,并进行结构的稳定性、可靠度和敏感性分析,为重力坝的安全分析提供理论依据和技术支撑。
二、An Intelligent Method for Structural Reliability Analysis Based on Response Surface(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、An Intelligent Method for Structural Reliability Analysis Based on Response Surface(论文提纲范文)
(1)有限元响应面法在土石坝可靠度分析中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外可靠度分析研究现状 |
1.2.1 国内可靠度分析研究现状 |
1.2.2 国外可靠度研究现状 |
1.3 可靠度分析在水利工程中的发展 |
1.3.1 土料参数随机特性的统计 |
1.3.2 可靠度分析方法 |
1.4 本文主要研究内容 |
2 结构可靠度分析的基本方法 |
2.1 引言 |
2.2 结构可靠度相关概念 |
2.3 结构可靠度分析基本公式 |
2.3.1 结构的极限状态和功能函数 |
2.3.2 结构的可靠指标 |
2.4 结构可靠度分析常规方法 |
2.4.1 一次二阶矩法 |
2.4.2 验算点法 |
2.4.3 HL法 |
2.5 本章小结 |
3 土石坝有限元计算及可靠度数值模拟方法 |
3.1 引言 |
3.2 静力有限元程序简介 |
3.2.1 有限单元法的基本原理 |
3.2.2 邓肯—张E-B模型 |
3.2.3 中点增量法 |
3.3 数值模拟法的基本原理 |
3.4 蒙特卡洛随机有限元法 |
3.4.1 直接Monte Carlo法 |
3.4.2 拉丁超立方抽样法 |
3.5 响应面法 |
3.5.1 响应面法的基本原理 |
3.5.2 结构可靠度响应面法模拟的基本原理 |
3.5.3 响应面法的局限 |
3.6 本章小结 |
4 土石坝变形计算与可靠度分析 |
4.1 工程概况 |
4.1.1 计算工况 |
4.2 土石坝变形静力计算 |
4.2.1 有限元模型 |
4.2.2 计算成果及其分析 |
4.3 随机变量与试验设计方法的确定 |
4.3.1 随机变量的变异性和敏感性 |
4.3.2 响应面法模拟的设计抽样 |
4.4 土石坝响应面法可靠度分析框架 |
4.5 土石坝可靠度计算及分析 |
4.5.1 基于响应面法的土石坝破坏极限状态方程的确定 |
4.5.2 可靠度计算过程及结果 |
4.5.3 不同极限状态下的可靠度分析 |
4.6 本章小结 |
5 总结与展望 |
5.1 主要研究成果 |
5.2 未来工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
(2)基于神经网络算法预应力混凝土连续梁桥可靠度分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究背景与意义 |
1.3 国内外研究动态 |
1.3.1 桥梁可靠度研究 |
1.3.2 可靠度计算方法的研究 |
1.3.3 预应力混凝土连续梁桥可靠度研究存在的问题 |
1.4 本文研究内容和创新点 |
1.4.1 本文的主要研究内容 |
1.4.2 本文的创新点 |
2 结构可靠度理论 |
2.1 结构可靠度与极限状态 |
2.1.1 可靠度基本理论 |
2.1.2 结构功能函数与极限状态 |
2.2 结构失效概率与可靠度指标 |
2.2.1 结构失效概率 |
2.2.2 可靠度指标 |
2.3 结构可靠度的计算方法 |
2.3.1 一次二阶矩法 |
2.3.2 JC法 |
2.3.3 高次高阶矩法 |
2.3.4 响应面法 |
2.3.5 蒙特卡罗法 |
2.4 本章小结 |
3 人工神经网络和遗传算法理论 |
3.1 人工神经网络理论 |
3.1.1 人工神经网络基本原理 |
3.1.2 人工神经网络拓扑结构 |
3.1.3 BP神经网络 |
3.1.4 BP神经网络的特点 |
3.2 遗传算法理论 |
3.2.1 遗传算法基本原理 |
3.2.2 遗传算法基本概念 |
3.2.3 遗传算法操作 |
3.2.4 遗传算法的特点 |
3.3 GA-BP神经网络 |
3.3.1 GA-BP神经网络实现过程 |
3.3.2 GA-BP神经网络特点 |
3.4 本章小结 |
4 预应力混凝土连续箱梁桥可靠度分析 |
4.1 工程概况 |
4.2 有限元分析模型 |
4.3 荷载及抗力概率模型 |
4.3.1 恒荷载效应概率模型 |
4.3.2 车辆荷载效应概率模型 |
4.3.3 混凝土强度时变概率模型 |
4.3.4 预应力钢束面积时变规律 |
4.3.5 预应力钢束强度时变概率模型 |
4.4 GA-BP神经网络建立 |
4.4.1 网络结构的确定 |
4.4.2 数据预处理 |
4.4.3 GA-BP网络训练 |
4.4.4 GA-BP神经网络模型 |
4.5 可靠度指标计算 |
4.5.1 目标可靠度指标 |
4.5.2 正常使用极限状态可靠度指标 |
4.5.3 承载能力极限状态可靠度指标 |
4.6 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间主要学术成果 |
致谢 |
(3)轨道车辆结构可靠性分析与优化设计方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 可靠性分析方法研究现状 |
1.2.1 不确定性的来源与分类 |
1.2.2 可靠性分析的主要方法 |
1.2.3 可靠性分析方法在轨道车辆结构性能分析中的应用 |
1.3 结构优化设计的研究现状 |
1.3.1 结构优化设计的研究现状简述 |
1.3.2 优化设计方法在轨道车辆结构优化中的应用 |
1.4 存在的主要问题 |
1.5 本文主要研究内容及组织结构 |
第二章 结构可靠性分析与优化设计基本理论 |
2.1 引言 |
2.2 应力-强度干涉模型 |
2.2.1 静态应力-强度干涉模型 |
2.2.2 动态应力-强度干涉模型 |
2.2.3 时变动态应力-强度干涉模型 |
2.3 基于概率的可靠性求解方法 |
2.3.1 一次和二次可靠度方法 |
2.3.2 Monte Carlo和子集模拟方法 |
2.3.3 代理模型方法 |
2.4 结构优化设计模型 |
本章小结 |
第三章 参数不确定性对结构静/疲劳强度的影响分析 |
3.1 引言 |
3.2 考虑参数不确定性的结构静强度分析 |
3.2.1 基于D-最优试验设计的响应面代理模型 |
3.2.2 参数不确定对结构静强度影响的可靠度表示 |
3.2.3 工程算例分析 |
3.3 考虑参数不确定性的结构疲劳强度分析 |
3.3.1 多轴疲劳强度分析方法 |
3.3.2 改进Goodman-Smith疲劳极限图的绘制 |
3.3.3 参数不确定对结构疲劳强度影响的可靠度表示 |
3.3.4 基于试验的疲劳强度分析模型验证 |
3.3.5 基于RSSM的疲劳强度分析 |
本章小结 |
第四章 面向载荷工况的结构可靠性分析方法 |
4.1 引言 |
4.2 基于6σ的单工况结构可靠性分析方法 |
4.2.1 基于6σ的结构区间变量的确定 |
4.2.2 区间变量的生成策略及结构可靠度计算 |
4.2.3 工程算例分析 |
4.3 基于IDEPSO-SS的多工况结构可靠性分析方法 |
4.3.1 IDEPSO-SS算法的基本原理 |
4.3.2 多工况结构可靠性分析方法 |
4.3.3 工程算例分析 |
本章小结 |
第五章 基于随机过程的结构时变可靠性分析方法 |
5.1 引言 |
5.2 考虑参数不确定性的结构静强度时变可靠性分析方法 |
5.2.1 基于泊松和伽马随机过程的应力-强度时变性描述 |
5.2.2 结构静强度的时变可靠性分析模型 |
5.2.3 工程算例分析 |
5.3 基于等效时变动态应力-强度干涉模型的结构疲劳强度可靠性分析方法 |
5.3.1 线路试验及数据处理 |
5.3.2 时变等效应力模型 |
5.3.3 时变疲劳强度模型 |
5.3.4 等效时变动态应力-强度干涉模型 |
5.3.5 工程算例分析 |
本章小结 |
第六章 多变量/时变可靠性条件下的结构模糊优化设计方法 |
6.1 引言 |
6.2 基于多级RSSM的结构模糊优化设计 |
6.2.1 基于多级RSSM的模糊优化设计方法 |
6.2.2 基于MC方法的优化变量确定及分级 |
6.2.3 模糊优化数学模型的建立 |
6.2.4 各级RSSM的构建及优化 |
6.2.5 多级RSSM模糊优化设计的有效性验证 |
6.3 基于时变可靠性的结构多目标模糊优化设计 |
6.3.1 结构性能指标的理论推导 |
6.3.2 基于随机过程的时变可靠性模型 |
6.3.3 多目标模糊优化模型的建立 |
6.3.4 工程算例分析 |
本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
创新点摘要 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的成果及参与的科研项目 |
致谢 |
(4)多层极限学习机响应面结构可靠性分析方法(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题的背景及研究意义 |
1.2 响应面方法国内外研究现状 |
1.3 极限学习机的研究现状 |
1.4 本文主要研究内容 |
第二章 结构可靠度理论与多层极限学习机 |
2.1 结构可靠度理论的基本概念和原理 |
2.2 结构可靠度分析的一次二阶矩方法 |
2.2.1 Hasofer-Lind Rackwitz-Fiessler(HL-RF)法 |
2.2.2 有限步长迭代的一次二阶矩法 |
2.3 多层极限学习机 |
2.3.1 单隐含层极限学习 |
2.3.2 极限学习机自编码 |
2.3.3 多层极限学习机原理与数学模型 |
2.3.4 Dropout技术 |
2.3.5 Targeted Dropout技术 |
第三章 基于多层极限学习机和一次二阶矩结构可靠性分析方法 |
3.1 引言 |
3.2 基于ML-ELM和有限步长迭代一次二阶矩结构可靠性分析 |
3.2.1 ML-ELM的激活函数与其一阶偏导数 |
3.2.2 基本原理和可靠性分析步骤 |
3.2.3 算例分析 |
3.2.4 本节小结 |
3.3 基于Dropout/Targeted Dropout技术的ML-ELM和一次二阶矩方法的结构可靠性分析 |
3.3.1 基本原理和可靠性分析步骤 |
3.3.2 算例分析 |
3.3.3 本节小结 |
第四章 基于多层极限学习机和蒙特卡罗模拟的结构可靠性分析方法 |
4.1 引言 |
4.2 伪随机序列以及Halton序列的定义 |
4.2.1 伪随机序列的定义 |
4.2.2 Halton序列的定义 |
4.3 基于ML-ELM和蒙特卡罗仿真的可靠性分析方法 |
4.4 算例分析 |
4.4.1 算例一 |
4.4.2 算例二:门式刚架 |
4.4.3 算例三:无阻尼单自由度系统 |
4.4.4 算例四:十个变量的二十三杆桁架 |
4.4.5 算例五:十五个变量的十杆桁架结构 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于PSO算法抽样和多层极限学习机的结构可靠性分析方法 |
5.1 引言 |
5.2 粒子群优化算法(PSO)的基本原理和步骤 |
5.2.1 改进PSO算法的基本原理 |
5.2.2 改进PSO算法的基本步骤 |
5.3 基于PSO算法抽样和ML-ELM的结构可靠性分析 |
5.4 算例分析 |
5.4.1 算例一 |
5.4.2 算例二 |
5.4.3 算例三:两变量串联系统 |
5.4.4 算例四:两变量并联系统 |
5.4.5 算例五:一百二十杆穹顶桁架 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
(5)高效响应面法及其在施工脚手架可靠度分析中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
主要符号对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 施工脚手架力学性能及可靠度分析研究进展 |
1.2.2 工程结构可靠度分析的响应面法研究进展 |
1.3 有待解决的关键问题 |
1.4 主要研究内容及创新点 |
1.4.1 主要研究内容及研究技术路线 |
1.4.2 主要创新点 |
1.4.3 论文的章节框架 |
第二章 传统标量型响应面法的局限性 |
2.1 引言 |
2.2 二次响应面法及其位置依赖性 |
2.2.1 二次响应面法的展开形式 |
2.2.2 基于试验设计法构造配点 |
2.2.3 二次响应面法在结构空间中的位置依赖性 |
2.3 HERMITE混沌多项式响应面法及其位置依赖性 |
2.3.1 正交多项式的定义 |
2.3.2 混沌多项式的展开 |
2.3.3 Hermite混沌多项式响应面的构造 |
2.3.4 待定系数的求解及配点的选择 |
2.3.5 非高斯随机变量的处理 |
2.3.6 HRSM在结构空间中的位置依赖性 |
2.4 对比验证分析 |
2.4.1 线性功能函数 |
2.4.2 非线性功能函数1 |
2.4.3 非线性功能函数2 |
2.4.4 非线性功能函数3 |
2.4.5 多层多跨框架结构 |
2.4.6 2步6跨无剪刀撑的支撑脚手架 |
2.5 小结 |
第三章 具有无位置依赖性的高效全域响应面法 |
3.1 引言 |
3.2 含高斯随机变量的全域响应面法 |
3.2.1 高斯概率空间中的Krylov基向量 |
3.2.2 全域响应面的构造 |
3.2.3 高斯概率空间中有效配点的选择 |
3.2.4 待定系数的计算 |
3.3 含非高斯随机变量的全域响应面法 |
3.3.1 非高斯概率空间的Krylov基向量和全域响应面 |
3.3.2 非高斯概率空间内的有效配点 |
3.3.3 全域响应面的待定系数 |
3.3.4 工程结构的多目标可靠度分析 |
3.4 FRSM在概率空间和结构空间中的全域性分析 |
3.4.1 含高斯随机变量的全域响应面法 |
3.4.2 多目标可靠度分析的全域响应面法 |
3.5 小结 |
第四章 含非高斯随机变量结构可靠度分析的广义混沌响应面法 |
4.1 引言 |
4.2 广义混沌多项式响应面法 |
4.2.1 广义混沌多项式 |
4.2.2 广义混沌多项式响应面的构造 |
4.2.3 最优配点及待定系数的求解 |
4.2.4 方差全局灵敏度分析 |
4.2.5 GRSM的计算步骤 |
4.3 对比验证分析 |
4.3.1 显式功能函数 |
4.3.2 平面钢桁架结构 |
4.3.3 2步6跨无剪刀撑的支撑脚手架 |
4.4 小结 |
第五章 考虑二阶效应及半刚性连接的施工脚手架可靠度分析 |
5.1 引言 |
5.2 考虑二阶效应和半刚性连接的施工脚手架力学分析模型 |
5.2.1 考虑二阶效应的立杆单元 |
5.2.2 考虑二阶效应和半刚性连接的水平杆单元 |
5.2.3 非线性方程的求解 |
5.3 基于正常使用极限状态的施工脚手架可靠度分析 |
5.4 施工脚手架稳定极限承载力分析模型 |
5.5 基于稳定极限承载力的施工脚手架体系可靠度分析 |
5.6 对比验证分析 |
5.6.1 基于正常使用极限状态的可靠度分析 |
5.6.2 基于稳定极限承载力的体系可靠度分析 |
5.7 小结 |
第六章 结论及展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
攻读学位期间参与的科研项目 |
(6)桥梁承载能力评估及预测研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 桥梁结构安全的现状 |
1.2 桥梁超载事故 |
1.3 研究的目的及意义 |
1.4 桥梁承载能力评估预测研究现状及发展趋势 |
1.4.1 传统方法 |
1.4.2 承载能力评估和有限元模型修正的研究动态 |
1.5 主要研究内容和技术路线 |
1.5.1 问题总结和提出 |
1.5.2 本文主要创新点及研究内容 |
第二章 基于云理论的桥梁承载能力评估方法及应用 |
2.1 传统评分方式 |
2.1.1 基于外观检查的承载能力评定基本概念 |
2.1.2 依据规范评级基本流程 |
2.2 云模型基本理论 |
2.2.1 底层评价指标 |
2.2.2 权重确定 |
2.3 模糊云计算实例 |
2.4 本章小结 |
第三章 桥梁承载能力预测的kriging和高斯过程模型 |
3.1 响应面试验设计方法 |
3.1.1 中心复合试验设计 |
3.1.2 拉丁超立方抽样 |
3.1.3 正交试验设计 |
3.1.4 均匀试验设计 |
3.2 响应面方法基本原理 |
3.2.1 高斯过程基本原理 |
3.2.2 kriging代理模型基本原理 |
3.3 基于响应面方法的桥梁静载试验结果构想 |
3.4 本章小结 |
第四章 结构静力行为预测模型验证及变截面参数设计 |
4.1 预测模型可行性演技及抽样方法比选 |
4.1.1 试验设计 |
4.1.2 抽样方法对试验影响研究 |
4.2 变截面参数化方法研究 |
4.2.1 截面物理系数参数化 |
4.2.2 响应曲面模型分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 基于智能方法的桥梁结构承载能力预测及其对比分析 |
5.1 桥梁结构的待参数选择 |
5.1.1 边界条件 |
5.1.2 材料参数 |
5.1.3 截面参数 |
5.2 连续梁桥不同预测方法的对比分析 |
5.2.1 桥梁概况 |
5.2.2 初始有限元模型建立 |
5.2.3 动载试验原理及测试方法及结果 |
5.2.4 现场静载试验 |
5.2.5 有限元模型修正及基准有限元构建 |
5.3 刚构桥不同预测算法对比分析 |
5.3.1 桥梁概况 |
5.3.2 初始有限元模型建立及分析参数选择 |
5.3.3 动载试验测试方法及结果 |
5.3.4 动载试验测试方法及结果 |
5.3.5 基于Kriging过程的有限元模型修正及静载实验结果预测 |
5.4 响应面方法的差异对不同桥梁的预测结果差异研究 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论和展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
1 作者简历 |
2 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
3 参与的科研项目及获奖情况 |
学位论文数据集 |
(7)仿生逆可靠度在岸坡工程中的应用研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 概述 |
1.2 岸坡稳定性分析理论的研究现状 |
1.3 逆可靠度理论研究现状 |
1.4 仿生智能算法概述 |
1.5 本文主要研究内容及思路 |
第二章 逆可靠度及仿生逆可靠度分析方法 |
2.1 概述 |
2.2 可靠度理论 |
2.2.1 随机变量 |
2.2.2 极限状态及结构功能函数 |
2.2.3 可靠度与可靠指标 |
2.3 逆可靠度问题 |
2.4 隐式功能函数的逆可靠度问题 |
2.5 逆可靠度求解方法 |
2.5.1 一次逆可靠度法 |
2.5.2 基于HLRF的逆可靠度分析方法 |
2.5.3 基于优化理论的逆可靠度分析方法 |
2.6 仿生逆可靠度分析方法 |
2.7 本章小结 |
第三章 仿生算法求解响应面函数 |
3.1 概述 |
3.2 响应面法 |
3.3 有限元强度折减法 |
3.4 飞蛾捕焰仿生算法原理 |
3.5 飞蛾捕焰仿生算法在响应面法中的应用 |
3.6 本章小结 |
第四章 基于仿生粒子群优化算法求解逆可靠度问题 |
4.1 概述 |
4.2 仿生粒子群优化算法原理 |
4.3 仿生粒子群优化算法在逆可靠度问题中的应用 |
4.4 本章小结 |
第五章 仿生逆可靠度在岸坡工程中的应用 |
5.1 概述 |
5.2 实例计算 |
5.2.1 工程概况 |
5.2.2 仿生逆可靠度法具体步骤 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结和展望 |
6.1 本文总结 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
(8)基于可靠度的钢桁架拱桥施工过程扣索索力优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文研究的主要内容 |
第2章 结构可靠度基本理论 |
2.1 结构可靠度分析的原理 |
2.2 结构可靠度基本计算方法 |
2.3 结构可靠度响应面方法 |
2.4 结构体系可靠度 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于可靠度的优化 |
3.1 基本理论介绍 |
3.2 基于可靠度的结构优化方法 |
3.3 基于可靠度的多目标优化 |
3.4 算例 |
3.5 本章小结 |
第4章 钢桁架拱桥斜拉扣挂阶段可靠度分析 |
4.1 工程背景 |
4.1.1 工程概况 |
4.1.2 模型的建立 |
4.1.3 主要失效模式分析 |
4.2 应力失效可靠度 |
4.2.1 扣索应力可靠度 |
4.2.2 钢桁架应力可靠度 |
4.3 腹杆稳定性可靠度 |
4.4 支座可靠度 |
4.5 结构体系可靠度 |
4.6 本章小结 |
第5章 基于可靠度的钢桁架拱桥斜拉扣挂阶段扣索索力优化 |
5.1 优化基本模型 |
5.2 优化结果分析 |
5.3 与单目标优化对比分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间的科研成果 |
参加的科研项目 |
发表的论文(含专利、软着) |
(9)船舶撞击作用下桥梁结构时变可靠度研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究的背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 桥梁结构船撞可靠度分析研究现状 |
1.2.2 混凝土结构耐久性研究现状 |
1.3 本文主要的研究工作 |
第2章 氯盐侵蚀环境下钢筋混凝土材料劣化规律与结构时变抗力分析 |
2.1 氯盐环境下钢筋混凝土结构中的钢筋锈蚀机理 |
2.2 基于材料劣化的钢筋混凝土结构时变抗力模型 |
2.2.1 结构劣化模型 |
2.2.2 钢筋锈蚀模型 |
2.2.3 混凝土劣化时变模型 |
2.2.4 时变抗力模型 |
2.3 数值算例 |
2.4 本章小结 |
第3章 结构可靠度理论 |
3.1 可靠度分析的常用计算方法 |
3.1.1 中心点法 |
3.1.2 验算点法 |
3.1.3 响应面法 |
3.2 本章小结 |
第4章 桥梁船撞时变可靠度分析 |
4.1 桥梁船撞典型破坏模式 |
4.1.1 桥梁船撞事件的启示 |
4.1.2 桥梁船撞技术标准中的相关规定 |
4.1.3 桥梁船撞破坏模式分析 |
4.2 桥梁船撞极限状态功能函数 |
4.2.1 桩柱式桥墩可靠度分析模型与极限状态功能函数 |
4.2.2 沉井基础可靠度分析模型与极限状态功能函数 |
4.3 桥梁船撞可靠度分析模型中随机因素的概率描述 |
4.3.1 撞击吨位的概率模型 |
4.3.2 撞击速度的概率模型 |
4.3.3 撞击角度的概率模型 |
4.3.4 材料参数的概率模型 |
4.4 桥梁船撞动力响应分析方法 |
4.5 构件截面能力分析方法 |
4.5.1 钢筋应力应变关系 |
4.5.2 约束混凝土应力-应变关系 |
4.5.3 无约束混凝土应力-应变关系 |
4.5.4 构件截面能力分析 |
4.6 基于响应面法的桥梁船撞结构可靠度分析 |
4.7 本章小结 |
第5章 工程实例 |
5.1 工程概况 |
5.2 桥梁结构的有限元模型 |
5.3 桥梁结构钢筋混凝土材料劣化规律分析 |
5.3.1 钢筋锈蚀劣化分析 |
5.3.2 混凝土抗压强度劣化分析 |
5.4 桥梁结构时变抗力分析 |
5.5 船舶撞击作用下桥梁结构时变可靠度分析 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 进一步工作的方向 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况 |
(10)渗流—应力耦合作用下重力坝模糊随机可靠度分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 问题的提出 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 重力坝可靠度分析方法研究现状 |
1.2.2 随机有限元分析方法研究现状 |
1.2.3 渗流-应力耦合数值模拟研究现状 |
1.3 主要内容与技术路线 |
1.3.1 主要内容 |
1.3.2 技术路线 |
第2章 考虑模糊性的重力坝稳定性随机有限元分析 |
2.1 研究框架 |
2.2 基于误差分析的三维工程地质统一模型 |
2.2.1 基于NURBS-TIN-BREP的三维精细地质建模数学模型 |
2.2.2 工程地质体曲面拟合技术 |
2.2.3 基于误差分析的NURBS地质曲面动态拟合方法 |
2.2.4 混凝土重力坝工程模型建模 |
2.3 重力坝坝基岩体参数模糊性分析 |
2.3.1 重力坝坝基岩体参数模糊性 |
2.3.2 基于信息熵的模糊性分析方法 |
2.4 考虑模糊性的重力坝随机有限元分析方法 |
2.4.1 重力坝坝基地质岩体空间变异性 |
2.4.2 考虑模糊性的随机场离散 |
2.5 算例研究 |
2.5.1 工程概况与计算模型 |
2.5.2 结果与讨论 |
2.6 本章小结 |
第3章 考虑模糊性和随机性的重力坝渗流-应力耦合分析 |
3.1 研究框架 |
3.2 渗流分析方法 |
3.2.1 渗流基本概念 |
3.2.2 渗流模拟数学模型 |
3.2.3 渗流计算模型的模糊性和随机性研究 |
3.3 考虑参数模糊性和随机性的渗流-应力耦合模型 |
3.3.1 参数模糊随机的渗流-应力耦合数学模型 |
3.3.2 考虑模糊随机的渗流-应力耦合模型的实现 |
3.4 算例研究 |
3.4.1 工程概况与计算模型 |
3.4.2 渗流分析与讨论 |
3.4.3 重力坝稳定性分析结果 |
3.4.4 对比分析与讨论 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于加权动态响应面与改进猫群算法的可靠度计算方法 |
4.1 研究框架 |
4.2 重力坝可靠度分析方法 |
4.3 加权动态响应面法 |
4.3.1 响应面法基本原理 |
4.3.2 加权动态响应面方法 |
4.3.3 方法验证 |
4.4 基于改进猫群算法的可靠指标计算方法 |
4.4.1 群体智能算法 |
4.4.2 猫群算法基本原理 |
4.4.3 改进的猫群算法 |
4.4.4 改进猫群算法验证 |
4.4.5 可靠指标计算 |
4.5 算例研究 |
4.6 本章小结 |
第5章 渗流-应力耦合作用下重力坝稳定性模糊随机可靠度分析 |
5.1 研究框架 |
5.2 考虑渗流-应力耦合作用的重力坝模糊随机可靠度分析 |
5.2.1 基本变量与极限状态模糊性分析 |
5.2.2 重力坝模糊随机可靠度分析方法 |
5.3 参数敏感性分析 |
5.3.1 局部敏感性分析方法 |
5.3.2 全局敏感性分析方法 |
5.3.3 算例分析 |
5.4 工程应用 |
5.4.1 工程概述 |
5.4.2 工程地质模型与有限元模型 |
5.4.3 渗流与结构稳定性分析 |
5.4.4 响应面拟合与参数敏感性分析 |
5.4.5 考虑渗流-应力耦合作用的重力坝模糊随机可靠度计算 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况 |
致谢 |
四、An Intelligent Method for Structural Reliability Analysis Based on Response Surface(论文参考文献)
- [1]有限元响应面法在土石坝可靠度分析中的应用[D]. 宋宇宁. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]基于神经网络算法预应力混凝土连续梁桥可靠度分析[D]. 牛海峰. 中南林业科技大学, 2021(01)
- [3]轨道车辆结构可靠性分析与优化设计方法研究[D]. 智鹏鹏. 大连交通大学, 2020(01)
- [4]多层极限学习机响应面结构可靠性分析方法[D]. 吴福齐. 暨南大学, 2020(03)
- [5]高效响应面法及其在施工脚手架可靠度分析中的应用研究[D]. 李朝阳. 广西大学, 2020(02)
- [6]桥梁承载能力评估及预测研究[D]. 陈扬瑞. 浙江工业大学, 2020(03)
- [7]仿生逆可靠度在岸坡工程中的应用研究[D]. 董世民. 合肥工业大学, 2020(02)
- [8]基于可靠度的钢桁架拱桥施工过程扣索索力优化研究[D]. 赵子越. 武汉理工大学, 2020(08)
- [9]船舶撞击作用下桥梁结构时变可靠度研究[D]. 宋明康. 山东建筑大学, 2020
- [10]渗流—应力耦合作用下重力坝模糊随机可靠度分析[D]. 朱晓斌. 天津大学, 2019(01)