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正常使用极限状态下隐式功能函数结构可靠度计算 预览
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作者 金波 周旺 +2 位作者 唐丽莹 李梓溢 姜早龙 《湖南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期116-122,共7页
提出了一种适用于具有复杂隐式功能函数的钢桁架结构可靠度计算方法.采用神经网络逼近正常使用极限状态下隐式功能函数,基于可靠度指标的几何意义,运用新改进的遗传算法搜索钢桁架可靠度指标最优解及验算点.通过两个算例,分别使用JC法... 提出了一种适用于具有复杂隐式功能函数的钢桁架结构可靠度计算方法.采用神经网络逼近正常使用极限状态下隐式功能函数,基于可靠度指标的几何意义,运用新改进的遗传算法搜索钢桁架可靠度指标最优解及验算点.通过两个算例,分别使用JC法和蒙特卡洛重要抽样法验证了新改进的遗传算法的准确性和有效性.结果表明,新改进的遗传算法与蒙特卡洛法计算的钢桁架可靠度指标相对误差仅为0.23%;且对于小概率失效结构,引入的自适应随机变量能有效改善传统方法中初始种群基因不良的问题.该方法在计算复杂隐式功能函数结构可靠度指标时,具有计算速度快、计算简单、精度高等优点. 展开更多
关键词 可靠度指标 功能函数 神经网络 遗传算法
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显式和隐式方法求解防波堤可靠度的差异分析 预览 被引量:1
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作者 董胜 姜逢源 张鑫 《水运工程》 北大核心 2017年第4期66-70,93共6页
半圆形防波堤具有稳定性高、结构简单、便于施工等优点。以往对其进行可靠度计算时,根据波高与周期,计算防波堤受到的荷载作用,将荷载作为随机变量,估计其概率分布模型,建立显式的极限状态方程,再进行求解。计算得到的波浪荷载序列对于... 半圆形防波堤具有稳定性高、结构简单、便于施工等优点。以往对其进行可靠度计算时,根据波高与周期,计算防波堤受到的荷载作用,将荷载作为随机变量,估计其概率分布模型,建立显式的极限状态方程,再进行求解。计算得到的波浪荷载序列对于最优分布线型的离散程度较差。采用基于隐式功能函数的防波堤可靠度分析方法,将波高和周期作为随机变量,无需计算波浪荷载这一中间序列,规避了误差的产生,简化了计算流程。分别采用隐式与显式两种方法对半圆形防波堤进行了可靠性分析。结果表明,两种方法得出的可靠度指标存在差异,这种差异是由于波浪荷载拟合时所产生的误差造成的。 展开更多
关键词 半圆形防波堤 可靠度 功能函数 响应面法
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隐式功能函数结构体可靠性拓扑优化 预览 被引量:1
3
作者 吴劲松 周金宇 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第16期2203-2208,共6页
考虑工程实际中外载荷、材料属性等的随机不确定性对结构安全性的影响,研究了具有结构位移可靠性约束的拓扑优化设计。建立以柔度最小为目标、以单元相对密度为变量、具有材料体积分数约束和结构位移可靠性约束的拓扑优化数学模型;针... 考虑工程实际中外载荷、材料属性等的随机不确定性对结构安全性的影响,研究了具有结构位移可靠性约束的拓扑优化设计。建立以柔度最小为目标、以单元相对密度为变量、具有材料体积分数约束和结构位移可靠性约束的拓扑优化数学模型;针对运用有限元数值计算方法时结构功能函数为隐式的情况,运用响应面法近似逼近结构真实的功能函数;利用简便高效的一次二阶矩法计算结构位移可靠度;采用内循环为确定性的拓扑优化、外循环控制结构材料体积分数的策略对连续体结构进行可靠性拓扑优化设计。通过两个算例与确定性拓扑优化结果进行比较,结果表明所提设计方法是高效可行的。 展开更多
关键词 可靠性 拓扑优化 功能函数 响应面法
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岩土工程可靠度分析的神经网络四阶矩法 被引量:10
4
作者 左育龙 朱合华 李晓军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期513-518,共6页
针对岩土工程的功能函数强非线性且难以显式表达的特点,提出了基于人工神经网络的四阶矩法,充分利用了基本随机变量的统计信息。首先利用神经网络对结构的隐式功能函数进行拟合,求得基本随机变量在均值点处的功能函数值及其偏导数,然后... 针对岩土工程的功能函数强非线性且难以显式表达的特点,提出了基于人工神经网络的四阶矩法,充分利用了基本随机变量的统计信息。首先利用神经网络对结构的隐式功能函数进行拟合,求得基本随机变量在均值点处的功能函数值及其偏导数,然后利用泰勒级数展开的方法由基本随机变量的前四阶矩求得功能函数的前四阶矩,并借助于Pearson系统获得功能函数的更高阶矩。在此基础上,通过最大熵原理确定以功能函数各阶矩为约束的功能函数的概率密度函数,最后由一次积分得到结构的失效概率。通过数值算例和工程实例不同方法的对比分析,表明基于神经网络的结构可靠度分析四阶矩方法是可行的,有效的,能够满足岩土工程可靠度分析的要求。 展开更多
关键词 岩土工程 可靠度分析 功能函数 BP神经网络 四阶矩 最大熵
基于响应面法的边坡稳定逆可靠度设计分析方法 被引量:3
5
作者 苏永华 罗正东 +1 位作者 杨红波 谢志勇 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期764-771,共8页
岩土工程稳定性潜在失效风险问题日益引起人们的重视。分析了岩土边坡极限平衡理论特征,针对其滑动模式的稳定性系数计算公式为隐式表达,逆可靠度极限状态方程偏导数不易求解等问题,以极限理论中的Bishop模式为例,结合响应面途径,... 岩土工程稳定性潜在失效风险问题日益引起人们的重视。分析了岩土边坡极限平衡理论特征,针对其滑动模式的稳定性系数计算公式为隐式表达,逆可靠度极限状态方程偏导数不易求解等问题,以极限理论中的Bishop模式为例,结合响应面途径,导出了将边坡稳定性系数隐式表达函数近似为显式二次多项式的简化方法。然后将其与基于一次二阶矩的结构逆可靠度算法融合,构建出基于风险控制的边坡稳定逆可靠度分析设计方法。基于该设计方法得出的方案具有可靠度与稳定性系数的双重控制指标。通过对示例边坡的拓展分析,阐述了该方法的实施过程,展示了边坡稳定失效风险与稳定系数的关系及相关因素对风险影响程度的分析方法。本文为边坡工程的风险设计提供了有效的可选途径。 展开更多
关键词 边坡工程 功能函数 失效风险 逆可靠度 评价指标
基于Bishop条分法的边坡可靠度应用研究 预览 被引量:20
6
作者 彭振斌 李俊 彭文祥 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期 668-672,共5页
基于Bishop条分法,研究隐式功能函数边坡工程稳定可靠度计算方法。将传统的响应面分析方法与Bishopt条分法相结合,形成一种新的边坡稳定可靠性响应面分析方法。采用此方法分析某一边坡工程的稳定可靠性,并把分析结果与蒙特卡洛模拟... 基于Bishop条分法,研究隐式功能函数边坡工程稳定可靠度计算方法。将传统的响应面分析方法与Bishopt条分法相结合,形成一种新的边坡稳定可靠性响应面分析方法。采用此方法分析某一边坡工程的稳定可靠性,并把分析结果与蒙特卡洛模拟法计算结果进行对照。研究结果表明:该方法计算效率较高,原理简单,精度满足要求。 展开更多
关键词 边坡可靠度 Bishop条分法 功能函数 响应面法
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最小二乘支持向量回归机在可靠性分析中的应用(英文) 被引量:12
7
作者 郭秩维 白广忱 《中国航空学报:英文版》 SCIE EI CSCD 2009年第2期共7页
经典的响应面方法作为回归方法来模拟可靠性设计中的状态变量和基本变量之间的函数关系,用以解决直接数值模拟方法计算量大的问题。这类算法已经成功解决了一些隐式功能函数的可靠性分析问题,但它依据的'经验风险最小'原则影响... 经典的响应面方法作为回归方法来模拟可靠性设计中的状态变量和基本变量之间的函数关系,用以解决直接数值模拟方法计算量大的问题。这类算法已经成功解决了一些隐式功能函数的可靠性分析问题,但它依据的'经验风险最小'原则影响了它的使用范围。基于'结构风险最小化'的支持向量回归机方法具有良好的小样本学习性能和泛化能立,比传统的回归方法具有优越性。但支持向量回归机方法对大样本的可靠性问题在时间和空间上开销巨大。为了克服这一不足,本文将最小二乘支持向量回归机引入到可靠性分析中。算例结果表明:基于最小二乘支持向量回归机的可靠性方法计算得到结果精度较高,在计算耗时上远小于支持向量回归机的可靠性方法,因此在工程应用上具有一定价值。 展开更多
关键词 航天器机构设计 支持向量回归机 最小二乘支持向量回归机 蒙特卡罗方法 可靠性 功能函数
利用有理多项式技术计算基于Bishop分析模式的边坡稳定可靠度 预览 被引量:1
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作者 李俊 彭振斌 周斌 《合肥工业大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期 519-522,共4页
文章基于Bishop条分法分析的基本思想,建立了边坡可靠度分析计算模型,并采用有理多项式技术计算功能函数的偏导数,以模拟实际工程中常见的功能函数不能明确的可靠度计算问题。对于功能函数无论是线性或非线性,显式或隐式,该方法都... 文章基于Bishop条分法分析的基本思想,建立了边坡可靠度分析计算模型,并采用有理多项式技术计算功能函数的偏导数,以模拟实际工程中常见的功能函数不能明确的可靠度计算问题。对于功能函数无论是线性或非线性,显式或隐式,该方法都简单且适用。数值结果表明该方法具有较好的效率和精度。 展开更多
关键词 边坡可靠度 Bishop条分法 功能函数 有理多项技术
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利用差分法计算基于Bishop分析模式的边坡稳定可靠度 预览 被引量:1
9
作者 李俊 彭振斌 周斌 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期 11-14,共4页
基于Bishop条分法分析的基本思想,建立了边坡可靠度分析计算模型,并采用差分方法计算功能函数的偏导数,以模拟实际工程中常见的功能函数不能明确的可靠度计算问题。对于功能函数无论是线性或非线性,显式或隐式,该方法都简单且适用... 基于Bishop条分法分析的基本思想,建立了边坡可靠度分析计算模型,并采用差分方法计算功能函数的偏导数,以模拟实际工程中常见的功能函数不能明确的可靠度计算问题。对于功能函数无论是线性或非线性,显式或隐式,该方法都简单且适用。数值结果表明本方法具有较好的效率和精度。 展开更多
关键词 边坡可靠度 Bishop条分法 功能函数 差分方法
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岩土工程可靠度分析的改进响应面法研究 预览 被引量:6
10
作者 黄靓 易伟建 汪优 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期 370-374,共5页
为了提高响应面法的计算效率和精度,对现有的全局响应面法进行了改进。采用径向基函数(RBF)神经网络,代替目前常用的BP网络,迭代过程中在超锥体的范围内构造响应面,逼近隐式的非线性功能函数。数值算例分析表明,与通常的响应面... 为了提高响应面法的计算效率和精度,对现有的全局响应面法进行了改进。采用径向基函数(RBF)神经网络,代替目前常用的BP网络,迭代过程中在超锥体的范围内构造响应面,逼近隐式的非线性功能函数。数值算例分析表明,与通常的响应面法相比,改进全局响应面法的迭代次数和有限元分析次数均大幅减少,节省机时,有利于提高计算精度。同时,以浅基础和挡土墙为工程背景进行可靠度分析,表明该方法能以较快的收敛速度和较少的有限元分析次数,获得较高精度的可靠度指标,适用于岩土工程的可靠度分析。 展开更多
关键词 可靠度分析 响应面 RBF神经网络 功能函数 岩土工程
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基于加权响应面的支持向量回归机可靠性分析方法 预览 被引量:3
11
作者 徐友良 李洪双 吕震宙 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期 769-773,共5页
针对非线性隐式功能函数的可靠性分析问题,提出一种基于加权线性响应面法的支持向量回归机可靠性分析方法。由于设计点周围区域对失效概率的贡献最大,所以所提方法首先采用加权线性响应面法确定设计点,然后在设计点周围进行补充抽样,把... 针对非线性隐式功能函数的可靠性分析问题,提出一种基于加权线性响应面法的支持向量回归机可靠性分析方法。由于设计点周围区域对失效概率的贡献最大,所以所提方法首先采用加权线性响应面法确定设计点,然后在设计点周围进行补充抽样,把加权线性响应面法用到的样本及补充样本作为支持向量回归机的训练样本。通过有效的组合加权线性响应面法和支持向量回归机,所提方法在设计点周围获得更好的非线性隐式功能函数的近似,从而提高了非线性隐式功能函数失效概率的估计精度。算例表明该方法具有广泛的应用前景和一定的优越性。 展开更多
关键词 失效概率 功能函数 加权线性响应面 支持向量回归机
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支持向量回归机在结构可靠性分析中的应用 预览 被引量:12
12
作者 李洪双 吕震宙 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期 94-99,共6页
支持向量回归机是1种与人工神经网络类似的新回归方法,目前很少用于结构可靠性分析。鉴于支持向量回归机出色的小样本学习性能、良好的泛化性能,提出了基于支持向量回归机的2种适用于隐式功能函数的可靠性分析方法:基于支持向量回归... 支持向量回归机是1种与人工神经网络类似的新回归方法,目前很少用于结构可靠性分析。鉴于支持向量回归机出色的小样本学习性能、良好的泛化性能,提出了基于支持向量回归机的2种适用于隐式功能函数的可靠性分析方法:基于支持向量回归机的Monte-Carlo模拟法和基于支持向量回归机的一次二阶矩法。算例表明支持向量回归机可以在抽样范围内很好地逼近真实的隐式功能函数,减少结构分析次数。失效概率计算结果与经典方法的对照,说明所提方法的计算精度较高,具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 结构可靠性 功能函数 支持向量回归机
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结构可靠性分析的支持向量机方法 预览 被引量:15
13
作者 李洪双 吕震宙 岳珠峰 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期 1135-1143,共9页
针对结构可靠性分析中功能函数不能显式表达的问题,将支持向量机方法引入到结构可靠性分析中,支持向量机是一种实现了结构风险最小化原则的分类技术,它具有出色的小样本学习性能和良好的泛化性能,因此提出了两种基于支持向量机的结... 针对结构可靠性分析中功能函数不能显式表达的问题,将支持向量机方法引入到结构可靠性分析中,支持向量机是一种实现了结构风险最小化原则的分类技术,它具有出色的小样本学习性能和良好的泛化性能,因此提出了两种基于支持向量机的结构可靠性分析方法,与传统的响应面法和神经网络法相比,支持向量机可靠性分析方法的显著特点是在小样本下高精度地逼近函数,并且可以避免维数灾难,算例结果也充分表明支持向量机方法可以在抽样范围内很好地逼近真实的功能函数,减少隐式功能函数分析(通常是有限元分析)的次数,具有一定的工程实用价值。 展开更多
关键词 结构可靠性 功能函数 支持向量机
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有限元可靠度方法在桥梁工程中的应用 预览 被引量:2
14
作者 黄侨 孙广婧 《交通科技与经济》 2006年第6期 3-5,共3页
一次二阶矩法是目前求解结构可靠性分析的主要计算方法之一.该方法要求功能函数对随机变量的偏导运算。然而对于以有限元方法分析为主的桥梁结构.无法对其隐式功能函数进行显式求导.限制了一次二阶矩法的应用。本文给出了隐式功能函... 一次二阶矩法是目前求解结构可靠性分析的主要计算方法之一.该方法要求功能函数对随机变量的偏导运算。然而对于以有限元方法分析为主的桥梁结构.无法对其隐式功能函数进行显式求导.限制了一次二阶矩法的应用。本文给出了隐式功能函数可靠度的随机有限元解决方案.考虑了有限元方法和可靠度方法结合使用过程中,经典一次二阶矩法的改造问题。算例表明,该方法能够适用于基于有限元的结构可靠度分析,并在求解过程中给出随机变量的敏感系数。 展开更多
关键词 功能函数 可靠度 一次二阶矩法 有限元 敏感系数
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具有隐式功能函数的结构可靠指标计算的改进矩法 预览 被引量:4
15
作者 周道成 段忠东 欧进萍 《东南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第A01期 139-143,共5页
针对经典JC法不能求解隐式功能函数的问题,提出了改进的一次二阶矩方法.改进方法采用差分法求偏导数,将迭代过程中验算点的功能函数值考虑到可靠指标求解中,使其更符合实际情况.通过对该方法计算过程推导和几何意义分析,可知该方... 针对经典JC法不能求解隐式功能函数的问题,提出了改进的一次二阶矩方法.改进方法采用差分法求偏导数,将迭代过程中验算点的功能函数值考虑到可靠指标求解中,使其更符合实际情况.通过对该方法计算过程推导和几何意义分析,可知该方法计算过程简单、物理意义明确,同时算例表明该方法计算效率高,计算精度高,能合理考虑材料非线性对功能函数影响的可靠指标计算问题.因此本方法更加完善了一次二阶矩方法,拓展了其应用前景. 展开更多
关键词 功能函数 可靠指标 一次二阶矩法
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求解隐式功能函数可靠度的一种新方法 预览 被引量:18
16
作者 张小庆 康海贵 王复明 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期 650-653,共4页
实际工程可靠度分析中,经常遇到功能函数没有明确表达式的情况,响应面法是求解此类问题的一种有效方法.为解决响应面法需要用近似的二次曲面来模拟实际极限状态曲面的难题,以数值算法为基础,提出了一种新的方法,此方法不需进行极限状态... 实际工程可靠度分析中,经常遇到功能函数没有明确表达式的情况,响应面法是求解此类问题的一种有效方法.为解决响应面法需要用近似的二次曲面来模拟实际极限状态曲面的难题,以数值算法为基础,提出了一种新的方法,此方法不需进行极限状态曲面的模拟,而是在真正的极限状态面上进行求解.此方法计算过程简单,计算结果精度高,收敛快,尤其适合于大型工程结构的可靠度分析,并且可以很方便地扩展到二次二阶矩等其他可靠度求解方法中. 展开更多
关键词 工程结构 可靠度分析 功能函数 响应面法 数值算法 极限状态曲面
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有理多项式技术在工程结构可靠度分析中的应用 预览 被引量:6
17
作者 徐军 郑颖人 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期 488-491,共4页
给出了在相关空间中改进JC方法计算结构可靠指标的迭代格式,并采用有理多项式技术计算功能函数的偏导数,以模拟实际工程中常见的功能函数不能明确的可靠度计算问题。因此,功能函数无论是线性或非线性,显式或隐式,该方法都简单且适... 给出了在相关空间中改进JC方法计算结构可靠指标的迭代格式,并采用有理多项式技术计算功能函数的偏导数,以模拟实际工程中常见的功能函数不能明确的可靠度计算问题。因此,功能函数无论是线性或非线性,显式或隐式,该方法都简单且适用。数值结果表明本文方法具有较好的效率和精度。 展开更多
关键词 结构可靠度 改进JC法 有理多项技术 功能函数 迭代 工程结构
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JC法在结构可靠度计算中的改进和应用 被引量:11
18
作者 李继祥 谢桂华 刘建军 《湖南科技大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2005年第3期 33-36,共4页
运用JC法求解结构可靠指标.综述适用于不同结构可靠度计算的各种改进JC法:改进可靠指标初始值的设定方法求解线性结构,以保证迭代的收敛性并提高收敛速度;将JC法与数值方法相结合,解决非线性隐式功能函数的结构可靠度问题--采用差分法... 运用JC法求解结构可靠指标.综述适用于不同结构可靠度计算的各种改进JC法:改进可靠指标初始值的设定方法求解线性结构,以保证迭代的收敛性并提高收敛速度;将JC法与数值方法相结合,解决非线性隐式功能函数的结构可靠度问题--采用差分法求随机变量的偏导数、用线性逼近法代替解非线性方程的常规代数方法求可靠指标,突破用JC法求解结构可靠指标必须具有显式功能函数的限制;在结构抗力中引入时间参数t,将JC法的应用范围拓展到时变结构.研究表明:在一般工程结构的可靠度计算问题都能采用不同的JC法改进方法来解决.参10. 展开更多
关键词 改进JC法 线性结构 非线性功能函数 时变结构 可靠指标
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