基于随机响应面法和Sarma法的边坡可靠度分析

研究目的:提出基于线性无关原则概率配点法的随机响应面法,并采用于C#语言的计算程序WHUSRSM.将随机响应面法和边坡稳定分析的Sarma法相结合,能够有效地分析极限状态方程为隐式的边坡稳定可靠度问题.研究结论:本文采用公路边坡工程算例证明了随机响应面法的有效性,并与传统响应面法及蒙特卡罗模拟方法的计算结果进行了比较.结果表明,随机响应面法的计算精度和计算效率均优于传统响应面法,且计算效率远远高于蒙特卡罗模拟方法.基于线性无关原则的概率配点法求解Hermite多项式展开的待定系数时,不仅可以消除系数矩阵的奇异性问题,而且大大地提高了计算效率;潜在滑体的可靠指标随着黏聚力和内摩擦角间负相关性增加而增大,不考虑这种负相关性得出的结果偏于保守.     

响应面法在船撞桥可靠度分析中的应用

船撞桥梁的可靠度,其结构响应变量与基本变量之间的函数关系复杂,传统的求解方法难以奏效,需要借助于有限元等数值计算方法来获得。利用APDL语言采用两种方法求解船撞桥的可靠度,对比蒙特卡洛法(MCS)的7种工况下和响应面法(ODRSM-MCS)的桥墩的失效概率,在10 000次MCS拉丁抽样与ODRSM-MCS法抽样桥墩的失效概率分别是6.02×10-3和2.06×10-3。响应面法达到与MCS法同等精度的情况下,MCS与ODRSM-MCS所用的时间分别是280 min和5 min,从而证明响应面法的有效性和高效性。     

基于迭代序列响应面的桥梁体系承载力可靠度评估

运用迭代序列响应面法和非线件有限元法,对桥梁结构承载能力体系进行可靠度评估.对大桥结构进行概率灵敏度分析,获得影响桥梁结构极限承载力的主要结构参数.应用实验设计方法得到输入参数值(桥梁荷载和体系状态),将桥梁极限承载力作为响应面的输出参数,按照迭代序列响应而法得到桥梁体系极限承载力的回归方程,再与荷载共同组成桥梁体系承载力的极限状态方程;使用该极限状态方程和改进的一次二阶矩法,计算桥梁体系的失效概率与验箅点,利用验算点求得新的展开点进行迭代计算,最终得到桥梁体系承载力的可靠度.应用该方法对九江长江大桥进行体系承载力可靠度评估的结果表明:经2次响应面迭代计算得到的响应面拟合精度达0.61%;九江长江大桥3大拱在中跨满载和边跨满载时的体系承载能力可靠度分别为5.75与5.90,均在正常范围内.     

隧道衬砌结构体系可靠度研究

针对隧道二次衬砌结构,从其在围岩荷载作用下的内力分布出发,建立了衬砌结构的串并联体系,由此确定其体系失效模式,进而以蒙特卡罗-随机有限元法为基础,充分考虑材料性能参数、几何尺寸、围岩弹性抗力系数及荷载等的随机性影响,采用区间估计的"宽界限法"对隧道衬砌结构的体系可靠度进行了分析。最后结合一典型工程实例对隧道结构体系的可靠指标进行了计算,计算结果表明:尽管隧道衬砌结构存在局部截面的可靠指标较小,但其体系可靠指标仍较高,整个隧道衬砌结构处于安全状态。     

浅埋隧道结构可靠度分析

以模型试验所得的荷载统计特征为基础，根据一次二阶矩理论，提出用杆系概率有限元方法分析浅埋隧道结构可靠度的途径，用算例验证了方法的可行性。     

黄土隧道衬砌结构的可靠度分析与研究

隧道衬砌结构在施工过程中,由于各种原因致使其尺寸不足给隧道安全运营埋下隐患,而传统的安全系数法只能检验结构设计的安全性,对于施工后的衬砌结构可靠性却无法判断,而且隧道衬砌可靠性的研究成果由于不同地区的地层存在较大的差异,故黄土隧道与其他地层的隧道在结构可靠性的研究成果可能会存在一定的不通用性.为此,提出以地质雷达探测为...     

隧道火灾后衬砌承载能力的可靠度评估方法

本文采用可靠度理论中的复合并串联系统，探讨了铁路隧道在发生火灾事故后，衬砌结构承载能力的可靠性评估方法，并结合有关试验测试资料，对不同火灾温度场作用下，衬砌结构的儿概率和可靠度进行了评估，在此基础上，提出了评价隧道火灾后，衬砌结构的可靠 指标。     

基于可靠度理论的铁路隧道复合式衬砌结构设计软件研究及应用

《铁路隧道设计规范(极限状态法)》(Q/CR 9129—2018)使得概率极限状态法在铁路隧道结构设计领域得到迅速发展,但常规计算中引用的经验值“荷载分担比”对结果有很大影响,可建立初期支护与二次衬砌共同作用的复合式衬砌模型避免其影响。为了排除“荷载分担比”的模糊影响、实现独立进行复合衬砌结构设计,开发了铁路隧道复合式衬砌结构设计的专业软件CLAS,该软件支持对单层衬砌模型和复合衬砌模型进行3种设计方法计算,包括破损阶段法、极限状态法、可靠度分析。该软件由软件界面、前处理、截面检算、可靠度分析、后处理5部分组成。前处理支持导入AutoCAD文件完成几何建模;截面检算可采用破损阶段法和极限状态法,实现内力分析、安全性检算和配筋计算;可靠度分析提供JC法和蒙特卡罗法的计算;后处理提供结果数值导出与云图显示、计算报告生成功能。工程应用表明,CLAS功能全面、操作简单,精度满足工程要求;“荷载分担比”经验值对二次衬砌拱顶处的荷载有明显低估,复合衬砌模型能更有效地反映衬砌结构的受力情况。     

隧道衬砌结构地震响应的三维数值分析

运用Ansys软件对盾构隧道在不同地质条件下的水平、竖向耦合地震的响应进行三维数值模拟，分析隧道衬砌结构的不同部位上应力和位移的分布状况，探明了盾构隧道在地震作用下衬砌结构的动力响应规律，找出了衬砌衬砌结构的受力最薄弱部位，研究可对盾构隧道的抗震设计提供理论参考。     

铁路隧道衬砌结构综合分项系数研究

应用可靠度理论制定设计规范是国内外结构设计发展的必然趋势。采用带有分项系数的实用设计表达式,不仅继承了传统结构设计式的形式,而且能体现结构设计对目标可靠指标的要求,还能被设计人员接受。以荷载结构模型为基础,考虑结构抗力的统计特征和荷载效应的不定性,提出铁路隧道衬砌结构设计所采用的实用设计表达式。采用设计验算点法,对不同时速铁路隧道通用参考图二次衬砌结构分析计算综合抗力分项系数和作用效应分项系数,并给出铁路隧道衬砌结构分项系数的推荐值。     

隧道塌方区的施工处理与有限元分析

通过分析云湖隧道施工中的塌方原因,并结合具体的工程情况,对塌方区采用双排注浆小导管加固及采用双侧壁导坑法施工。在塌方处理段增设监测断面,利用有限元法进行数值模拟分析,得出现场监控数据与有限元分析结果基本一致,且在规范允许的范围内。     

隧洞围岩及衬砌结构稳定性有限元分析

岩体的稳定性分析是工程地质和岩体力学非常重要的研究课题,而喷锚支护和衬砌对隧洞围岩稳定性起到重要的作用。通过有限元模拟了隧洞在施工过程和运行过程中围岩和衬砌结构变形规律,为围岩和结构稳定性分析提供依据。     

基于有限元法的渐开线斜齿轮接触强度分析

文章以高速动车组传动斜齿轮副为例,分析了斜齿轮在传动过程中的齿面应力分布,并用有限元分析软件Workbench计算了不同刚度系数下的齿轮接触应力。将有限元分析结果与解析法计算出来的结果进行对比分析,验证有限元计算方法的有效性和可靠性。所进行的研究工作对渐开线斜齿轮副设计具有重要的参考价值。     

基于ANSYS有限元简化模型的斜拉桥地震响应分析

桥梁的地震响应分析可为桥梁的设计和加固提供重要依据。以横跨燕山大学东西校区的燕宏桥为例,本文提出一种根据斜拉桥精细ANSYS实体模型的动力特性创建简化模型的方法,用该模型进行了地震反应分析。     

基于混合有限元法的钢箱拱相关稳定分析

针对薄壁结构提出了一种混合有限元方法,对结构关心的部位采用板壳单元模拟,其他部位采用杆系单元模拟,根据平截面假定推导了2种单元在交界面处的约束方程,由此建立整体混合有限元模型。通过算例验证了该方法的可靠性,可以计算薄壁结构的整体稳定、局部稳定和整体局部相关稳定。用该方法对某座刚构-单肋钢箱系杆拱组合桥梁进行特征值和弹塑性稳定分析,得到了相应的稳定系数和失稳模态。实例显示,该方法既可以弥补梁单元模型无法计算构件局部屈曲的不足,又可克服局部板壳模型无法准确模拟其整体边界条件及工作环境的缺点,还可以避免全结构板壳模型产生过多单元数量和庞大结构刚度矩阵的弊端,计算可靠性和计算效率大大提高。     

基于有限元及灰色度分析的地铁隧道施工地表沉降预测研究

为保证地铁施工安全,提出基于有限元及灰色度分析的地铁隧道施工地表沉降预测方法.该方法使用MADIS-GIS有限元分析软件,构建隧道三维有限元模型,结合灰色度GM(1,1)模型,对隧道施工中的地表沉降量进行预测,同时进行精度等级划分,从而获取高精度的预测结果.分析结果表明,该方法能够有效预测高速铁路隧道施工地表沉降,可为...     

基于形函数的隧道衬砌内壁影像展平方法及其应用

通过透视变换和四边形八节点形函数变换2种平面变换方法即可建立影像像素与展平坐标系之间的关系,生成基于影像的展开图,提出一种基于形函数的隧道衬砌影像展平变换方法。通过数值模拟测试,得出展平照片的误差分布以及不同拍摄位置对误差的影响。最后通过案例给出方法实际应用的效果。结果表明：基于形函数变换的展平方法反需要衬砌表面照片及照片中8个控制点的展平坐标即能建立隧道影像与展开平面之间的坐标关系。该方法所产生的误差很小,具有较高的实用性。     

基于有限元法的跨座式单轨车辆车体碰撞分析

本文介绍了跨座式单轨车辆的结构特点,并分析了建立单轨车辆车体有限元模型的方法及存在的问题;最终对有限元模型进行了碰撞分析.     

基于响应面方法的结构有限元模型修正研究进展

综述了响应面方法在结构模型修正方面的应用与研究进展,包括响应面方法在工程领域的应用、基于响应面方法的结构有限元模型修正的一般原理以及在试验设计、响应面函数形式、拟合方法等重点方面的研究进展状况。展望了基于响应面方法结构有限元模型修正的研究发展方向。     

弧齿准双曲面齿轮啮合接触冲击有限元仿真分析

针对有限元方法分析螺旋锥齿轮工作中的啮合接触冲击行为,以一对弧齿准双曲面齿轮为例,通过VB控制CATIA的二次开发实现弧齿准双曲面齿轮的虚拟加工,用NURBS曲面函数重构齿面获得可供有限元分析的弧齿准双曲面齿轮的几何模型;通过ABAQUS分析这对齿轮的啮合接触冲击行为.结果表明:在齿面接触区上的任一点的接触压强呈周期变...