文档介绍：可靠性结构优化设计
黎强
主要内容
可靠性的概念
可靠性结构在国内外的发展史
结构设计的分化
基于可靠性的结构优化设计
可靠性的基本理论与方法
一、可靠性问题提出
1. 产品质量含义不断扩充
2. 沉痛的教训需要产品可靠性
3. 经济发展的必然趋势
5. 产品责任的确定需要
4. 可靠性是产品质量的核心
一、可靠性问题提出
一、可靠性问题提出
定义: 结构在规定的时间内,正常设计、正常施工、正常使用和维护的条件下,完成预定功能的能力为可靠性。包括安全性、适用性、耐久性和经济性。
两个要素: 规定的时间预定功能
二、可靠性的概念
规定时间:国际标准ISO2394:1998《结构可靠性总原则》中是指设计使用年限(design working life),是一个设计规定的一个时期,在这时期内,只需进行正常的维护而不需进行大修就能按预期目的使用,完成预定的功能。
结构设计使用年限
类别
设计使用年限
示例
1
5
临时性结构
2
25
易于替换的结构构件
3
50
普通房屋和构筑物
4
100
纪念性建筑和特别重要的建筑结构
可靠性的提出,以及一些相应工作的开展,机构的建立,最初是从电子产品,航空航天部门开始的。
1952年,美国军事部门、工业部门和有关学术部门联合成立了电子设备可靠性咨询组(AGREE)。
三、可靠性学科发展历史
1957年,AGREE发表了著名的“军用电子设备的可靠性”报告,提出了在研制及生产过程中对产品的可靠性指标进行试验、验证和鉴定的方法,电子产品在生产、包装、储存和运输等方面要注意的问题及要求等。这个报告被公认为是电子产品可靠性理论和方法的奠基性文件。从此,可靠性学科逐渐发展成为一门独立的学科。
公元前2250年,人类已经重视建筑物的安全。古巴比伦的法规中规定:
如房屋倒塌,导致业主死亡,建造者应判处死刑;导致业主的儿子死亡,建造者的儿子应判处死刑;导致导致业主的奴隶死亡,建造者应以等量的奴隶赔偿;如导致财物损失,则建造者应予补偿,对倒塌房屋要由建造者重建,费用由建造者承担。
四、可靠性工作在工程领域的开展情况
人类早期凭借实践经验,利用天然材料修建各种结构物;
工程力学的发展和钢铁等新材料的出现,19世纪起出现了半经验半理论的容许应力法,认为只要结构的应力不大于容许应力,结构既处于安全状态;
20世纪30年代,强调结构的破坏及材料的塑性性能与破坏强度有直接关系的破坏强度法得到重视和发展;
随着统计数学在工程结构设计中的初步应用,容许应力法中荷载和材料性能的标准值等均为经统计理论处理后的量值,而且以结构的极限状态为依据,故称这种设计法为半概率半经验的极限状态法设计法****惯上也称为容许应力法
。