桁架結構系統(tǒng)可靠性分析方法的研究.pdf

1、對于結構可靠性這一學科，從其誕生到現(xiàn)在已經(jīng)有了長足的發(fā)展：從基于概率論的隨機可靠性到近年來提出的非概率可靠性，以及基于模糊理論的模糊可靠性使得這一理論日臻豐富和完善，并深入滲透到各個學科和領域。結構可靠性分析也從僅僅對元件的可靠性分析，逐步發(fā)展為對結構系統(tǒng)進行可靠性分析。結構系統(tǒng)雖然是由元件構成的，但是由于系統(tǒng)在失效過程中，其拓撲結構發(fā)生了變化，拓撲結構的變化使得結構的可靠性分析與元件的可靠性分析有了極大的不同，而對系統(tǒng)進行可靠性分析更

2、具有實際的意義。本文主要通過研究結構系統(tǒng)中的桁架結構在不同工況下的失效機理，提出了在不同工況下，桁架結構系統(tǒng)的可靠性分析方法，并在利用模糊可靠性方法進行系統(tǒng)可靠性分析方面做了有益的嘗試。本文的主要工作如下：
　　 1.結構系統(tǒng)可靠性指標計算方法的研究。運用改進一次二階矩法(Advanced First-Order Second Moment——AFSOM法)的基本理論，編制了相應的計算程序。應用編制的程序?qū)π蛄许憫娣ㄟM行了改進

3、，提高了傳統(tǒng)響應面法的運算效率。
　　 2.對靜載荷和電載荷同時作用時的桁架結構的可靠性分析理論作了研究?？紤]機電耦合效應時，利用力學原理和壓電本構方程，建立了表面貼有壓電片桁架結構的靜力分析的有限元模型。同時研究了壓電桿元的破壞機理，給出壓電桿單元破壞的判斷準則。以材料的斷裂強度、損傷電場強度、桿元的截面積和外載荷等為隨機變量，建立了壓電桁架結構單元的安全余量的表達式。并在此基礎上，利用結構系統(tǒng)可靠性理論，對該桁架結構系統(tǒng)進行

4、可靠性分析。
　　 3.在疲勞工況下，根據(jù)疲勞載荷作用下結構的失效機理，給出了一種以風險值的大小來判斷系統(tǒng)元件疲勞失效的方法。用風險值作為判別準則，判斷元件的失效順序，建立失效元件的安全余量，應用分枝限界法尋找主要失效模式，通過概率網(wǎng)絡評估技術(Probability Network EvaluationTechnology——PNET)計算結構系統(tǒng)的可靠度。
　　 4.討論桁架結構在疲勞工況下，元件彈性模量衰減后的結構

5、剛度可靠性分析?；谑Ｓ鄰姸鹊乃p模型，推導了彈性模量的衰減公式。并且結合桁架系統(tǒng)的剛度矩陣，給出疲勞載荷作用下桁架結構系統(tǒng)剛度的可靠性分析方法。
　　 5.討論了桁架結構系統(tǒng)在穩(wěn)定工況下的穩(wěn)定可靠性問題。根據(jù)鉸接桁架的穩(wěn)定性原理，采用有限元法建立桁架結構系統(tǒng)考慮穩(wěn)定狀態(tài)條件下的單元剛度矩陣。通過桁架系統(tǒng)總體剛度矩陣的位移條件，推導出結構系統(tǒng)屈曲臨界載荷的有限元方程。進而建立結構系統(tǒng)穩(wěn)定安全余量，應用AFSOM法，對桁架結構系統(tǒng)