高等学校全国优秀博士学位论文作者专项资金(2007B50)
- 作品数：10 被引量：117H指数：7
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- 相关机构：武汉大学教育部新加坡国立大学更多>>
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- 相关领域：建筑科学水利工程理学一般工业技术更多>>
- 二维联合分布函数构造方法及其对结构可靠度的影响分析被引量：7
- 2012年
- 研究了2种构造联合分布函数的近似方法:基于Pearson相关系数的近似方法 P和基于Spearman相关系数的近似方法 S。推导了基于直接积分方法的构件失效概率计算公式。结果表明近似方法 P与近似方法 S构造的联合概率密度函数的唯一差别是相关标准正态空间中Pearson相关系数的不同。2种近似方法的构件失效概率的计算精度取决于失效概率大小、功能函数形式及变量间相关程度。总体来说2种近似方法的计算精度较高,近似方法的失效概率的误差随着失效概率的减小而增加。只有当失效概率小于10 3且失效区域刚好可以反映失效概率差异时,近似方法得到的失效概率才会有较大的误差。
- 吴帅兵李典庆周创兵
- 关键词：极限状态方程
- 二维联合概率密度函数构造方法及结构并联系统可靠度分析被引量：3
- 2013年
- 该文目的在于研究二维联合概率密度函数构造方法对结构系统可靠度的影响规律。首先简要介绍了2种构造联合分布函数的近似方法:基于Pearson相关系数的近似方法 P和基于Spearman相关系数的近似方法 S。提出了基于直接积分方法的并联系统失效概率计算方法。算例结果表明2种近似方法计算的系统失效概率误差取决于系统失效概率的大小、功能函数的形式以及功能函数间相关程度。系统失效概率越小,近似方法计算的系统失效概率误差越大。当系统失效概率小于10 3量级时,近似方法计算的系统失效概率误差较大,工程应用中应该引起足够的重视。功能函数间负相关时近似方法的误差明显大于功能函数间正相关时的误差。此外,系统失效概率误差并不是随着功能函数间相关性的增加而单调增加。
- 李典庆吴帅兵周创兵方国光
- 关键词：系统失效概率功能函数
- 结构可靠度分析中变量相关时三种变换方法的比较被引量：27
- 2011年
- 介绍了Orthogonal变换、Rosenblatt变换和Nataf变换三种变换方法的基本原理,并比较了三种变换方法的优缺点及其适用范围。采用算例详细地比较了三种变换方法对可靠度结果的影响。结果表明,Nataf变换和Orthogonal变换的根本区别在于Nataf变换考虑了相关变量变换到相关标准正态空间后相关系数的变化,两种变换可靠指标的差值与变量的变异系数、变量间相关系数以及变量的分布类型都有关系,变量变异系数的影响尤为明显。采用FORM方法计算可靠指标时,Rosenblatt变换的不同变量顺序的可靠指标是不同的。当变换后的独立标准正态空间中功能函数曲线或曲面验算点处非线性程度很高时,采用三种变换时,FORM方法均不能准确地估计可靠指标。鉴于Nataf变换同时具有计算精度高和适用范围广两个优点,结构可靠度计算时宜优先采用。
- 吴帅兵李典庆周创兵
- 关键词：可靠度
- 钢闸门主梁可靠度敏感性分析被引量：3
- 2009年
- 介绍了自适应重要抽样方法的基本原理,定义了均值敏感性因子和标准差敏感性因子.最后采用算例验证了自适应重要抽样方法分析钢闸门系统可靠度敏感性的有效性.由分析可得以下结论,当不考虑抗力间的相关性时,荷载、受剪破坏抗力和弯剪复合破坏抗力的敏感性因子最大.当考虑抗力间的相关性后,受弯破坏抗力、受剪破坏抗力、弯剪复合破坏抗力的敏感性因子都随抗力间相关系数的增大而明显增大,但是抗力间的相关性对上下翼缘厚度、面板厚度和腹板厚度的敏感性因子基本没有影响.抗力间相关性越高,3种失效模式抗力的敏感性因子间的差别越小.变量的均值敏感性因子和标准差敏感性因子是高度相关的,都可以用来识别最敏感的随机变量.
- 吴帅兵胡冉李典庆
- 关键词：钢闸门可靠度
- 联合分布函数蒙特卡罗模拟及结构可靠度分析被引量：11
- 2012年
- 针对复杂极限状态方程可靠度计算问题,提出了基于理论联合分布函数以及2种近似联合分布函数的结构失效概率蒙特卡罗模拟方法,并给出了计算流程图。采用2个算例证明了所提方法的有效性。结果表明:所提的失效概率模拟方法的计算精度很高,尤其适用于复杂极限状态方程的可靠度计算问题。2种联合分布函数近似构造方法得到的失效概率精度相当,近似方法与精确方法结果的差异随失效概率的减小而增大,而且随着变量间相关性的增加而增加。当失效概率小于10 3时,近似方法的失效概率误差较大。
- 吴帅兵李典庆周创兵
- 关键词：蒙特卡罗模拟
- 相关非正态变量变换时相关性变化对可靠度的影响被引量：16
- 2011年
- 为了系统定量地分析相关非正态变量变换到相关标准正态变量时相关性变化对结构可靠度的影响,首先通过结构可靠度计算中常用的正交变换和Nataf变换来定量地考虑这种相关性的差别.然后,给出了通用的基于正交变换和Nataf变换的FORM方法可靠度计算步骤.最后,以相关对数正态分布变量为例,系统地比较了Nataf变换后的相关标准正态空间中等效相关系数和原相关系数间差别,分析了相关系数变化对可靠指标的影响程度,并探讨了可靠指标变化程度随相关系数变化程度的变化规律.算例结果表明,当相关非正态变量的变异系数较小时,采用正交变换的FORM方法计算精度很高,尤其是变量间正相关情况.但是当相关非正态变量的变异系数较大而且是高度负相关时,正交变换的结果与蒙特卡罗模拟结果差别非常大,而Nataf变换的结果始终与蒙特卡罗模拟保持了较好的一致性.因此,含相关非正态变量的结构可靠度计算应该考虑映射变换时相关性的变化,建议优先采用Nataf变换方法.
- 吴帅兵张坤李典庆
- 关键词：可靠度相关系数正交变换
- 水工平面钢闸门主梁多失效模式相关的系统可靠度分析被引量：9
- 2009年
- 根据水工平面钢闸门主梁的破坏机理,确定了主梁受弯、受剪和弯剪复合破坏3种主要失效模式的极限状态方程,建立了考虑多失效模式相关的主梁系统可靠度分析的概率故障树模型。采用截尾正态分布主梁可靠度分析中的随机变量(闸门水荷载及主梁的腹板及翼缘的厚度等)。采用自适应重要性抽样方法计算了主梁多失效模式相关的系统可靠度,并与上下限法和层次分析法的结果进行了比较。结果表明,概率故障树模型能够有效地分析主梁多失效模式相关的系统可靠度问题,自适应重要抽样方法能够有效地计算主梁多失效模式相关的系统可靠度。忽略主梁失效模式间的相关性将会低估主梁的系统可靠度水平。主梁的抗力和静水压力的敏感性因子较大,它们对主梁可靠指标有非常明显的影响。建议将主梁系统的目标可靠指标取为:大中型闸门3.0,小型闸门2.0。
- 李典庆吴帅兵
- 关键词：钢闸门系统可靠度目标可靠指标
- 水工钢闸门主梁失效模式间相关性分析被引量：3
- 2009年
- 分析了主梁受弯、受剪和弯剪复合破坏3种主要的失效模式.推导了不同失效模式中含有不完全独立亦不完全相关的随机变量时失效模式间相关系数的计算公式.采用JC法计算了主梁不同失效模式的可靠指标及其敏感性因子.在此基础上,采用Ditlevsen窄界限公式计算了水工钢闸门主梁的体系可靠指标.结果表明所提出的失效模式间相关系数计算公式更具有一般性,它既可以考虑不同失效模式中含有相同随机变量时的相关性,也可以分析不同失效模式间包含相关随机变量的相关性.该公式为Ditlevsen窄界限公式计算结构体系可靠度提供了有益的补充.如果忽略了失效模式间的相关性,水工钢闸门主梁的体系可靠度水平将会被低估.Ditlevsen窄界限公式计算的主梁体系可靠度范围非常小,它完全可以满足一般情况下主梁体系可靠度计算精度的要求.
- 吴帅兵李典庆唐小松
- 关键词：平面钢闸门多失效模式体系可靠度
- 随机响应面法最优概率配点数目分析被引量：23
- 2012年
- 系统地研究随机响应面法采用线性无关原则选取概率配点的优越性,给出了基于线性无关原则选取概率配点的流程图,比较了基于回归方法和基于线性无关原则选取概率配点的优缺点。算例结果表明,基于回归方法选取概率配点时,配点数目应保证Hermite系数矩阵达到满秩,此时随机响应面法的计算精度才能得到保证,计算效率也远远高于传统的蒙特卡洛模拟方法。基于线性无关原则选取概率配点的随机响应面法在保证计算精度的同时,其计算效率远远高于基于回归方法选取概率配点的随机响应面法,它是结构可靠度分析一种有效的方法,尤其适用于极限状态方程不能用显式函数表达的复杂结构可靠度问题。研究成果为随机响应面法最优概率配点数目的确定奠定了一定的基础。
- 蒋水华李典庆周创兵
- 关键词：可靠度
- 基于随机响应面法的结构可靠度分析被引量：33
- 2010年
- 提出了考虑变量间相关性的随机响应面法,采用正交变换解决随机响应面法输入随机变量间相关性问题。推导了4阶和5阶Hermite随机多项式展开的解析表达式。编写了基于C#语言的随机响应面法计算程序。最后采用算例证明了随机响应面法在结构可靠度分析中的有效性。结果表明,提出的随机响应面法能够有效地分析输入随机变量间相关性的可靠度问题。3阶随机响应面法的计算精度在大多数情况下可以满足结构可靠度分析的需要,而且计算效率较高。但是随着变量间相关性的增加,4阶或5阶随机响应面法才能保证足够的计算精度。概率配点数目为随机多项式待定系数数目的两倍并不总能保证足够的计算精度,一般来说,配点数目要大于两倍待定系数的个数才能保证随机响应面法足够的计算精度。
- 胡冉李典庆周创兵陈益峰
- 关键词：结构可靠度蒙特卡罗模拟
