结构系统可靠性分析的若干问题研究

《结构系统可靠性分析的若干问题研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：UDC：编号：工学博士学位论文结构系统可靠性分析的若干问题研究博士研究生：李建操指导教师：陈卫东教授学科、专业：固体力学哈尔滨工程大学2013年6月分类号：密级：UDC：编号：工学博士学位论文结构系统可靠性分析的若干问题研究博士研究生：李建操指导教师：陈卫东教授学位级别：工学博士学科、专业：固体力学所在单位：航天与建筑工程学院论文提交日期：2013年3月10日论文答辩日期：2013年6月3日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofD.Eng

2、TheStudyofSeveralIssuesofReliabilityAnalysisofStructuralSystemCandidate:LiJiancaoSupervisor:Prof.ChenWeidongAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpecialty:SolidmechanicsDateofSubmission:Mar.10,2013DateofOralExamination:Jun.3,2013University:HarbinEngineeringUniversi

3、ty哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留

4、并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日结构系统可靠性分析的若干问题研究摘要可靠性分析是对结构系统开展安全性评估、基于可靠度

5、进行设计及优化的必要基础和前提，也是提高结构安全水平，提升工程结构经济性的有力保障和技术支撑，工程实践需求迫切。之所以至今未能广泛、全面应用于实际工程，其主要原因是结构系统可靠性基本理论中尚存部分重点、难点问题未得到完善解决。论文主要研究了串（并）联体系可靠度计算及功能函数建立、失效模式间相性分析和主要失效模式识别等几个关键问题。通过引入新理论、改进旧方法、提出新方法等技术手段，有效提高了串（并）联体系可靠度计算精度；推导了串（并）联体系等效功能函数显示求解表达式；合理解决了失效模式相关系数计算问题；大幅度提升了识别主要失效模式的效率。重

6、点解决了结构系统可靠性分析中，计算精度不足、计算效率低下及串（并）联体系功能函数建立困难等直接影响其工程应用的问题。通过对现有方法的对比分析，基于等效平面思想的可靠度计算方法，相对较适合结构系统可靠性分析。但其等效过程中涉及的相关系数计算缺少理论依据，导致计算精度精度不足，应用受限。因此，在结构系统可靠性分析中引入复相关理论，解决涉及的一个单元与多个单元相关系数计算问题，提出复相关等效平面法。该法用复相关系数描述等效后平面与其余极限状态面的相关程度，合理克服了等效原则不含相关性信息的缺点，解决了等效平面法分析精度不足的问题。通过算例对比分

7、析了该方法与数值积分、蒙特卡洛模拟的相对误差，证明对串、并联体系有较高的计算精度及运算速度；通过对典型例题计算，分析了该方法与传统结构系统可靠性分析方法的优劣，证明该方法优势明显，适合大型结构系统的可靠性分析。对于串（并）联体系功能函数建立困难、求解效率低等问题，根据等效功能函数满足应用需求的特点，采用等效功能函数代替的解决方案。在建立的复相关等效平面法基础上，根据等效原则推导了串（并）联体系等效功能函数。给出只涉及二维积分运算的显式递推表达式。完善后的复相关等效平面法，可同步解决串（并）联体系可靠度计算和等效功能函数建立问题，也可仅求解

8、可靠度而获得更高运算效率。通过算例分析，证明完善后的复相关等效平面法求解等效功能函数具有较高可信度。等效功能函数较为精确的反映了串、并联体系可靠度对各随机变量的敏度，满足基于可靠度的结构设计、