基于有限體積法的結構隨機分析及結構系統(tǒng)疲勞可靠性分析.pdf

1、在結構的分析和設計中，考慮各種隨機因素影響的觀點逐步被學者們接受。開展結構隨機分析與結構系統(tǒng)可靠性分析具有十分重要的意義。目前，結構元件的可靠性理論的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，但是結構系統(tǒng)可靠性理論的發(fā)展相對而言比較遲緩。如何給出結構響應量與隨機變量之間的顯式表達式是結構隨機分析與結構系統(tǒng)可靠性分析的難點之一，這一問題尚未得到很好的解決。因此，本文針對該問題提出了采用有限體積法研究結構的隨機分析及結構系統(tǒng)可靠性分析，該方法能夠很好的解決這一難點

2、問題。
　　有限體積法在計算流體力學領域應用廣泛。該方法思想簡單、容易實施，且得到的方程具有明確的物理意義，其因變量在控制體上滿足積分守恒。在解決結構動力學隨機分析問題時，有限體積法采用顯式算法，能夠給出結構響應量與隨機變量之間的顯式表達式，使得結構動力學的隨機分析問題容易實現(xiàn)，為結構系統(tǒng)可靠性分析奠定了理論基礎。
　　根據(jù)有限體積法的基本理論，建立了有限體積法的基本控制方程，采用非結構化網(wǎng)格推導了有限體積法控制方程的數(shù)值離

3、散計算格式，并給出了求解結構靜力學與結構動力學問題的基本過程。并通過算例分析，將有限體積法的計算結果分別與解析解和有限單元法的計算結果進行了對比，驗證了該方法的正確性，也證明了該方法具有較好的計算精度和較高的計算效率。
　　開展了基于有限體積法的實體結構靜力學隨機分析。將攝動法與有限體積法結合，建立了實體結構的靜力學隨機分析的基本模型，推導了結構的靜力學隨機分析的基本方程，并通過自編的計算機程序計算了實體結構的靜力學隨機分析問題，

4、并用蒙特卡羅法驗證了該方法的正確性，也證明了該方法具有較高的計算效率，可為結構可靠性分析提供理論基礎。
　　研究了基于有限體積法的實體結構的動力學隨機分析問題，結合攝動法與有限體積法建立了實體結構隨機分析的基本方程，推導了結構響應量與隨機變量之間的顯式表達式，并給出了實體結構動力學隨機分析問題的基本求解過程。考慮載荷與結構具有隨機性，計算了實體結構動力學隨機分析問題，并與蒙特卡羅法的計算結果進行對比，證明了該方法的正確性和可行性，