一种基于马尔可夫链模拟样本的自适应重要样本法

在结构可靠性计算中,传统的重要样本法需要给出最大似然点即设计点.对于结构存在多个设计点的系统可靠性问题,重要样本法失去了普遍性,其效率和精度也随之降低.本文提出了一种适合于计算结构的系统可靠性的重要样本法,主要的改进在于根据Metropolis准则,构造马尔可夫链模拟样本,计算模拟样本的均值和标准方差,并结合重要抽样技术,计算结构的系统可靠性.此方法有效的改善了重要样本法在系统可靠性计算中的应用,并获得了较好的效率和精度.     

基于马氏链样本模拟的潜艇耐压结构系统可靠性计算

潜艇耐压结构主要由耐压船体和耐压液舱组成，是潜艇承受外载的主要结构。在结构可靠性分析中，潜艇耐压结构的可靠性分析属于多个相关模式串联的系统可靠性问题。本文提出了一种适合于结构系统可靠性计算的重要样本法，主要的改进在于根据Metropolis准则，构造马尔可夫链模拟样本，并结合重要抽样技术，计算结构的系统可靠性。潜艇耐压结构的系统可靠性计算的算例表明：该方法具有较好的效率和精度。     

基于梁板结构的船舶系统可靠性分析及其优化

采用梁元和加筋板格元来模拟船舶空间结构,并建立相应的系统可靠性分析与优化模型。针对加筋板格可靠性分析中计算反向结点力向量时忽略加强筋影响而导致计算结果偏于保守的缺点,采用了完整加筋板格元的反向结点力向量和修正刚度矩阵,在此基础上采用分支限界法搜索系统主要失效模式并对其提出改进措施,保证了计算精度并提高了计算效率;运用界限搜索法求解模糊约束集的最优水平截集,进而求得系统可靠性约束下结构质量的模糊最优解,并与确定性优化设计结果对比,结果显示模糊优化模型具有更好的经济效益,可供工程借鉴使用。     

基于有限元分析的潜艇耐压液舱结构系统可靠性计算

潜艇耐压液舱结构复杂，往往需进行有限元分析以获得结构在极限载荷作用下的应力。此时，由于失效函数缺乏显式表达，故应用一般的可靠性计算方法将遇到困难。作者采用人工神经网络代替传统的多项式函数拟合失效面，并结合方向抽样技术，提出了基于有限元的结构系统可靠性计算的新算法。由于该方法引入了结构有限元分析，且无需进行失效模式间相关性的近似分析，因而计算精度好，适用范围广泛。潜艇耐压液舱结构系统可靠性分析的算例表明，该法有效地解决了复杂工程结构的系统可靠度计算问题。     

自升式平台整体结构的三维系统可靠性分析

为使自升式平台整体结构三维系统可靠性计算模型更加贴近实际结构,建立基于空间刚架结构和空间薄壁结构两种系统可靠性分析模型.以三维梁元模拟空间刚架结构,以杂交梁元和加筋板格元模拟空间薄壁结构,并推导加筋板格元的修正刚度矩阵和反向结点力向量,弥补了计算反向结点力向量时采用等剪应力矩形元替代加筋板格元的不足,最后运用改进的分支限界法搜索主要失效路径并结合PNET法计算系统失效概率,通过实例对自存和作业等工况下平台系统可靠性进行计算,对比两种系统可靠性模型的优缺点,给出工程设计建议.     

配电系统可靠性评估的故障遍历算法

在对配电网结构做大量分析的基础上提出了一种实用、快速的配电系统可靠性评估的故障遍历算法。该算法利用图论中的广度优先搜索、深度优先搜索和负荷点到电源点的最小路集,分别确定故障所属断路器或熔断器的动作和隔离开关的故障隔离范围以及负荷点的故障类型,根据负荷点的故障类型,计算系统的可靠性指标。经算例验证,该算法能有效地实现复杂的配电系统可靠性评估,是一种较为实用的可靠性评估算法。     

基于随机有限元的空间梁板结构系统可靠性分析

影响船舶结构系统可靠性的因素有很多,所以有必要对其结构进行可靠性分析.为此采用空间梁元与板元来模拟空间梁板结构,运用将随机有限元法与确定性有限元法相结合的随机有限元理论,采用分枝限界法找出主要失效模式,利用改进的一次二阶矩法计算各失效模式的安全余量,最终利用各失效模式相关性和概率网络估算技术法计算结构系统的失效概率.编制了考虑材料的强度、梁板元的尺寸和外载荷等均为随机变量的三维梁板空间结构问题的随机有限元程序,最后通过实例进行结构系统可靠性分析计算.     

基于二次二阶矩法的柱壳结构分析

由针对船舶与海洋工程领域较为常用的一柱壳结构进行可靠性分析,分析中采用可靠性的二次二阶矩法,在建立失效模式后分别采用二次二阶矩法、中心点法和验算点法进行对比分析,验证可靠性方法在柱壳结构可靠性分析计算中的精度问题。     

舰船总体可靠性通用软件包研究

本文着重探讨舰船的总体可靠性的计算问题，作者将故障树分析法和多级数值仿真相结合，编制了计算舰船总体可靠性各项参数（例如任务可靠度，战备完好率等）的软件包。在系统分析方面，作者巧妙应用多级数值仿真法，提供了计算可维修系统可靠性的新途径。并在本文最后给出了一个关于潜艇可靠性参数的计算实例。     

改进随机森林-蒙特卡罗法在A型液舱支座结构可靠性分析中的应用

[目的]随着液化天然气(LNG)船舶结构研究和设计深度的提高,需要有能够快速和准确地评估不确定性因素的可靠性分析方法。为此,提出基于改进随机森林-蒙特卡罗(RF-MC)法来解决A型独立液舱支座结构失效概率的计算问题。[方法]首先,根据不确定性因素的概率分布,使用MC法生成样本集;然后,以局部离群因子为准则,筛选出失效面附近的样本点,再对筛选出的样本点进行有限元计算后添加至训练集,通过重复训练随机森林近似模型,直至满足精度要求;最后,使用近似模型判别样本点是否失效,结合MC法计算结构的失效概率。[结果]综合考虑算法的准确率、复杂度和效率并结合算例1和2,可以发现在分析可靠性问题时改进RF-MC法比MC和BP-MC等方法具有更大优势。算例3的应用结果表明了改进RFMC法在A型独立液舱支座结构可靠性分析中的适用性。[结论]研究结果可为LNG船舶的优化设计提供可行的技术方案。     

舰艇计算机控制系统网络结构的分析与设想

提出了一种面向目标的二级总级分散式计算机控制系统网络结构，可实现系统多通道并行工作和实时通讯联络，并可在系统主要部件故障时通过系统结构重建来保证系统的可靠性。由此，引出了一个进行系统可靠性设计的新方法。这种方法不是通过系统的冗余备份来建立系统的可靠性，而是在系统主要部件故障时，自动剔除故障部件，重新计算并分配故障载荷，通过系统结构的变化和重新组合来保证系统的可靠性。     

海洋平台结构系统可靠性分析及其构件安全等级评判

海洋平台在服役期间将遭遇恶劣的环境载荷，研究其系统可靠性并评价其构件安全等级有着重大意义。本文采用分技界限法寻找结构的主要失效路径，以Ditlevsen界限法求取结构的系统失效概率，最后引进模糊综合评判方法对结构作综合评判．由此得到结构构件的安全等级。文中还具体分析了圆管截面极限方程的建立，讨论了影响系数对系统可靠性计算的影响，得到影响系数与系统失效概率的定性关系。按以上思路编制了空间刚架的通用可靠性分析程序，算例表明程序是合理有效的。     

一种基于方向概率的潜艇结构可靠性计算方法

潜艇结构可靠性分析属于多个相关模式串联的系统可靠性分析问题，本文通过随机空间的映射变换。将其多个失效模式的失效面统一变换到随机独立的标准正态空间（Gauss空间）内，以利用该空间球坐标沿其径向的x^2分布特性计算总体失效域上的失效概率，由于无须进行模式间相关性的近似分析，因而提高了系统失效概率的计算精度，潜艇两种耐压结构的可靠性分析算例表明，该方法实用性强，操作性好，精度较高，对于有高度非线性失效面方程的可靠性计算问题有很强的适应性。     

模拟电荷法中电荷布置方式对电场计算精度的影响

文中通过介绍模拟电荷法计算输电线路电场问题的基本原理和计算步骤,引入了对该方法中模拟电荷点、匹配点、校核点布置方式与计算精度问题的讨论,应用MATLAB计算环境建立了输电线路电场计算实例,在实例中改变电荷点距离和角度,分析了这两种变量与计算精度的关系。结果表明,模拟电荷点间距越小,计算精度越大,电荷与坐标轴夹角对计算精度影响不大。     

一种基于人工神经网络的响应曲面法在结构可靠性中的应用

响应曲面法在结构可靠性分析中常用于模拟不能明确表达的极限状态曲面（即失效状态函数）。本文以人工神经网络代替一般响应曲面的多项式函数,用于确定性结构分析,克服了多项式函数模拟某些极限状态曲面的局限性,达到了较好的效率和精度要求。     

浅谈复杂系统的可靠性模型

由于当前在复杂系统可靠性建模中把问题弄得太复杂了，以致于无法建立复杂系统的正确的可靠性模型，或者，建立了多个复杂的可靠性模型而无法进行可靠性设计。经论证，本文提出了复杂系统可靠性建模的基本原则，即复杂系统的一个可靠性指挥只对应一个典型的代表性的可靠性模型。经过计算，误差在允许范围内的简化，将使复杂系统的可靠性模型变得很简单。     

一种基于人工神经网络的响应曲面法在结构可靠性中的应用

响应曲面法在结构可靠性分析中常用于模拟不能明确表达的极限状态曲面(即失效状态函数).本文以人工神经网络代替一般响应曲面的多项式函数,用于确定性结构分析,克服了多项式函数模拟某些极限状态曲面的局限性,达到了较好的效率和精度要求.     

结构系统疲劳可靠性分析的一阶和二创混合方法

本文提出了复杂结构系统疲劳可靠性分析的一阶和二阶混合方法。引用Ｈｏｈｅｎｂｉｃｈｌｅｒ等提出的并联系统可靠性分析的二阶渐近式计算失效途径的疲劳失效概;利用并联系统效线性安全余量的概念,形成由失效途径的等效失效单元组成的串联系统;并最终计算整个系统的疲劳失效概率。计算结果表明,这一方法能有效地提高结构系统疲劳失效概率的计算精度。     

结构系统疲劳可靠性分析的一阶和二阶混合方法

本文提出了复杂结构系统疲劳可靠性分析的一阶和二阶混合方法。引进Ｈｏｈｅｎｂｉｃｈｌｅｒ等提出的并联系统可靠性分析的二阶渐近式计算失效途径的疲劳失效概率;利用并联系统等效线性安全余量的概念,形成由失效途径的等效失效单元组成的串联系统;并最终计算整个系统的疲劳失效概率。计算结果表明,这一方法能有效地提高结构系统疲劳失效概率的计算精度。     

基于遗传算法的舰船舱段可靠性优化设计

遗传算法在引入动态自适应策略和"免疫算子"之后,其收敛效率有了较大的提高。对于以可靠性作为约束的随机结构系统优化问题,以罚函数法为基础,构造了有效的约束与目标函数向适应值函数的映射公式。建立合理的安全余量,采用随机有限元法处理结构分析中所涉及的有关参量的随机性,计算结构响应和敏度分析,并进行系统的可靠性计算。通过两种算法的结合,利用自适应免疫遗传算法、随机有限元法及可靠性的基本理论,建立了一套完整的基于遗传算法与随机有限元的结构系统可靠性优化设计方法。对舰船舱段结构梁系截面的优化计算结果表明,算法对多随机因素结构系统的可靠性优化具有良好的收敛效果。