文档介绍：西安电子科技大学
博士学位论文
不确定结构可靠性分析与优化设计研究
姓名:乔心州
申请学位级别:博士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:仇原鹰
20081201
摘要研究。研究主要涉及结构非概率可靠性模型、结构非概率可靠性度量与安全系数、优化目标、以位移、应力混合可靠性指标为约束条件的桁架结构可靠性拓扑优化工程实际结构中存在着诸多不确定因素。可靠性方法是处理结构不确定因素的有效途径之一。本文从不同角度和层面对结构可靠性问题进行了有益的探索和混合结构可靠性分析与优化设计、混合桁架结构可靠性拓扑优化设计等内容。主要研究内容如下:岢隽艘恢只谕智蛲辜慕峁狗歉怕士煽啃阅P停捎媒峁拱踩虻奶积与基本变量域的体积之比来度量结构非概率可靠性。证明了基于凸集的非概率可靠性模型与概率可靠性模型的兼容性。在椭球确定区间向量的条件下,对比分析了基于凸集与基于区间的非概率可靠性模型,揭示了两者的联系和差异。直鹧芯苛私峁拱踩凳敕歉怕士煽啃远攘俊=⒘酥行摹⒎歉怕视肭间三种安全系数的函数关系,对比分析了非概率可靠性指标和非概率集合可靠度两种非概率可靠性度量。探讨了安全系数与非概率可靠性度量的关系,构建了两者的桥梁。员妊芯苛朔歉怕拾踩凳ê头歉怕士煽啃苑椒āVっ髁朔歉怕拾踩数和非概率可靠性指标在度量结构安全上的等价性。从设计思想、度量方法和表现形式等方面分析了两种方法的联系和区别。优化实例分析结果表明,非概率安全系数法和非概率可靠性方法在结构重量和截面尺寸分配上存在着一定差异。岢隽四:歉怕驶旌辖峁箍煽啃苑治鲇胗呕杓品椒ā;谀芏瓤煽啃理论,建立了混合结构可靠性模型,以最小模糊可靠性指标和最大失效可能度来度量混合结构可靠性。提出了混合结构可靠性分析方法,并以最大失效可能度为约束条件构建了混合结构可靠性优化模型,通过算例验证了所提方法的有效性和可行性。岢隽烁怕剩歉怕驶旌翔旒芙峁箍煽啃酝仄擞呕椒ā2捎没旌峡煽啃灾标来度量结构可靠性,给出了混合可靠性指标的求解方法,建立了以结构重量为模型,给出了混合可靠性指标对设计变量的灵敏度计算公式,通过算例验证了所提方法的有效性和可行性。芯苛司哂杏薪绮蝗范ú问亩嘌Э葡低车牟蝗范ㄐ苑治鑫侍狻=岷咸├级数和全局敏度方程,分别采用区间分析法和凸模型方法推导了系统输出和连接变量的计算公式,从理论及实例对两种方法的求解结果进行了比较。结果表明,区间分析法比凸模型方法的解区间更接近蒙特卡罗仿真法的解区间。
关键词:非概率可靠性凸集模型区间模型安全系数混合可靠性结构优化多学科系统不确定性分析不确定结构可靠性分析与优化设计研究
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新繇幽本人签名:三阻日期雹:墨二日期銎型日期迎厚螅阂本人签名:查:】西安电子科技大学学位论文独创性虼葱滦声明关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切的法律责任。生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。C艿论文在解密后遵守此规定
第一章绪论工程结构设计中的不确定信息随机性是人们认识较早,研究成果较多的一种不确定性。随机性是由于条件满足不确定性信息的随机性或模糊性假设要求的样本数据通常是缺乏的,但不确定信息的界限易于确定【恰U饫嗖蝗范ㄐ猿莆S薪绮蝗范ㄐ裕步形粗H欢薪工程结构设计是一个探索性的创造过程,即按照一定的目标,进行分析、综合、决策、评价、优化的过程。在工程实际结构设计过程中存在着诸多不确定因素,这些不确定因素结合在一起可能使结构特性和响应产生较大的偏差或不可预知性,需要科学、如实地予以考虑。在工程实际结构中,不确定因素主要体现在以下四个方面【浚牧喜问牟蝗范ㄐ浴S捎谥圃旎肪场⒓际跆跫⒉牧系亩嘞嗵卣鞯纫蛩影响,使工程材料的弹性模量、泊松比、质量密度具有不确定性。负纬叽绲牟蝗范ㄐ浴S捎谥圃斓陌沧拔蟛钍菇峁沟募负纬叽缛缌骸⒅横截面积、惯性矩、板的厚度等具有不确定性。睾傻牟蝗范