不確定結(jié)構(gòu)可靠性分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、工程實(shí)際結(jié)構(gòu)中存在著諸多不確定因素?？煽啃苑椒ㄊ翘幚斫Y(jié)構(gòu)不確定因素的有效途徑之一。本文從不同角度和層面對結(jié)構(gòu)可靠性問題進(jìn)行了有益的探索和研究。研究主要涉及結(jié)構(gòu)非概率可靠性模型、結(jié)構(gòu)非概率可靠性度量與安全系數(shù)、混合結(jié)構(gòu)可靠性分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)、混合桁架結(jié)構(gòu)可靠性拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)等內(nèi)容。主要研究內(nèi)容如下： 1.提出了一種基于橢球凸集的結(jié)構(gòu)非概率可靠性模型，采用結(jié)構(gòu)安全域的體積與基本變量域的體積之比來度量結(jié)構(gòu)非概率可靠性。證明了基于凸集的非概

2、率可靠性模型與概率可靠性模型的兼容性。在橢球確定區(qū)間向量的條件下，對比分析了基于凸集與基于區(qū)間的非概率可靠性模型，揭示了兩者的聯(lián)系和差異。 2.分別研究了結(jié)構(gòu)安全系數(shù)與非概率可靠性度量。建立了中心、非概率與區(qū)間三種安全系數(shù)的函數(shù)關(guān)系，對比分析了非概率可靠性指標(biāo)和非概率集合可靠度兩種非概率可靠性度量。探討了安全系數(shù)與非概率可靠性度量的關(guān)系，構(gòu)建了兩者的橋梁。 3.對比研究了非概率安全系數(shù)法和非概率可靠性方法。證明了非概率安

3、全系數(shù)和非概率可靠性指標(biāo)在度量結(jié)構(gòu)安全上的等價(jià)性。從設(shè)計(jì)思想、度量方法和表現(xiàn)形式等方面分析了兩種方法的聯(lián)系和區(qū)別。優(yōu)化實(shí)例分析結(jié)果表明，非概率安全系數(shù)法和非概率可靠性方法在結(jié)構(gòu)重量和截面尺寸分配上存在著一定差異。 4.提出了模糊-非概率混合結(jié)構(gòu)可靠性分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)方法?；谀芏瓤煽啃岳碚?，建立了混合結(jié)構(gòu)可靠性模型，以最小模糊可靠性指標(biāo)和最大失效可能度來度量混合結(jié)構(gòu)可靠性。提出了混合結(jié)構(gòu)可靠性分析方法，并以最大失效可能度為約束條件

4、構(gòu)建了混合結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化模型，通過算例驗(yàn)證了所提方法的有效性和可行性。 5.提出了概率-非概率混合桁架結(jié)構(gòu)可靠性拓?fù)鋬?yōu)化方法。采用混合可靠性指標(biāo)來度量結(jié)構(gòu)可靠性，給出了混合可靠性指標(biāo)的求解方法，建立了以結(jié)構(gòu)重量為優(yōu)化目標(biāo)、以位移、應(yīng)力混合可靠性指標(biāo)為約束條件的桁架結(jié)構(gòu)可靠性拓?fù)鋬?yōu)化模型，給出了混合可靠性指標(biāo)對設(shè)計(jì)變量的靈敏度計(jì)算公式，通過算例驗(yàn)證了所提方法的有效性和可行性。 6.研究了具有有界不確定參數(shù)的多學(xué)科系統(tǒng)的不確