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轴力结构体系可靠度研究

朱昊梁

  近年来,由于对体系可靠度估计不足而导致大型结构垮塌的现象时有发生,这不但引起了社会民众的广泛关注,也促使工程界学者和相关技术人员展开了对体系可靠度的更深层次的研究。 结构可靠度理论是一门兴起与20世纪20年代的新兴理论,本文首先回顾了可靠度理论的发展过程,然后介绍了该理论的主要基本概念,并分别从构件可靠度和体系可靠度两个方面论述了国内外的研究现状。结论是,目前对于结构体系可靠度的理论研究和工程设计存在一定的脱节,一方面是理论研究还没有达到真正意义的工程应用水平,另一方面是理论研究已取得的成果也很少应用到工程设计中。因此本文主要探求一种便于在工程实例中运用的体系可靠度分析法。 在失效概率计算方面,本文立足于工程设计中常用的有限元软件,通过对其进行二次开发,将可靠度分析中复杂的数学过程进行简化并移植到有限元软件中,避免了以往依靠数学分析软件进行可靠度计算的情况,从而更加方便于工程设计人员完成可靠度问题的分析。分别采用响应面法和蒙特卡罗法对几个实例进行了计算分析,其计算结果的精度都能满足工程要求,这说明该方法的计算是正确且可行的。同时通过实例分析给出了响应面法和蒙特卡罗法在有限元平台上的具体适用条件,由于有限元软件自身的限制使得响应面法的应用有较多的约束,因此本文主要计算均采用蒙特卡罗法来完成。 在体系主要失效模式的识别方面,本文提出了基于承载力更新和变形迭代规则的新方法。首先对可靠度分析常见的十杆件结构应用该方法进行了分析,结果表明这种方法概念明确、易于编程,并且在不降低识别效率的前提下,提高了识别的精度。然后,采用该方法对一个网架结构的工程实例进行了分析,作为本方法的推广及应用,通过分析计算不但可以给出体系的可靠度指标范围,而且从分析的过程中和结果里,可以很容易的发现各种随机变量对体系失效的影响程度及其相关性。这些数据有利于结构的再设计和系统优化,有利于提高设计人员对该体系整体安全性能的认识,同时有助于结构安全预警系统的开发,并为结构检测技术提供重要依据。……   
[关键词]:轴力杆系结构;体系可靠度;体系失效概率;失效模式识别;蒙特卡罗法
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华南理工大学2011年
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