荷载增量法的改进及应用

结构系统可靠度分析的关键问题是结构系统主要失效模式的识别.基于荷载增量法,提出了3项改进策略.改进后的荷载增量法考虑了荷载和抗力的变异性对约界参数的影响,删除了冗余失效模式,简化了全局约界的实现步骤,在不遗漏主要失效模式的基础上提高了识别效率.通过10杆桁架和输电线路杆塔结构主要失效模式识别的算例分析,验证了改进后的荷载增量法的正确性和合理性.     

基于可靠度的桥梁构件三维地震易损性分析

为了评估桥梁结构近场抗震性能,建立了桥梁构件的三维地震易损性分析流程. 基于工程结构可靠度理论,用构件三维失效曲面表征墩柱、支座构件的损伤状态,将包含多个单一损伤指标的损伤状态方程作为三维地震易损性分析的损伤指标;其次在既有墩柱弯曲和剪切失效曲面研究的基础上,构建了墩柱弯曲和剪切破坏的损伤状态方程;并基于支座地震损伤的相对变形,建立了支座损伤状态的方程. 在此基础上,构建了墩柱和支座三维地震损伤状态的判别准则,并对不同损伤状态进行了量化. 结合各国桥梁抗震设计规范和工程结构可靠度理论,最后实现了三维地震易损性的计算分析. 通过一维地震易损性的简化验证,表明所提方法可用于桥梁结构的地震易损性分析中,并且所得结果与PSDA （probabilistic seismic demand analysis）法的最大概率偏差小于4%.      

基于支持向量机响应面法的连续刚构桥可靠度

针对连续刚构桥结构可靠度分析过程中功能函数不能显示和功能函数拟合时试验样本过多等问题,提出了一种结合支持向量机回归功能与响应面法的可靠度算法。该算法将支持向量机的良好性能(如：处理小样本、高维及非线性)和响应面法的优点(如：直观和高效等)结合在一起。以某连续刚构桥为例,计算了该桥中跨挠度失效模式下的可靠指标。对该失效模式下可靠度参数的敏感性进行了分析,得出了有益的结论。     

微分等价递归算法在结构体系可靠度分析中的应用

利用等价线性失效模式代替两个失效模式的交集,将复杂的高维积分简化为一维积分代数运算问题,大大降低了计算量,推导了等价线性失效模式的解析表达式,提高了等价失效模式的精度,并展示了微分等价递归算法在系统功能函数的重构、体系失效模式识别和体系失效概率的计算等方面的应用,算例结果表明,该方法可以为结构体系可靠度分析提供有效手段．     

失效相关的道路网络系统连通可靠度向量

应用可靠度向量分析方法,研究了具有中介状态的失效相关的城市道路网络系统的连通可靠性.把具有“安全—中介—失效”3种运营状态的单元或系统转化为“安全—非安全”和“非失效—失效”两种工作状态模式来求解路网安全概率和失效概率,从而计算出中介概率.通过实例研究了节点具有可靠度向量的分析方法,又分析了失效相关系数对系统的影响.发现相关失效对道路网系统的可靠度向量影响很大,要提高可靠度的话必须尽可能的降低相关程度,就需要尽量降低破坏事件对周边影响的扩大,减少受影响路径单元个数.该方法能够全面描速道路网运营状态,并且考虑了单元相关性,符合实际,具有一定的理论和应用价值.     

考虑地震强度空间变异性的地铁系统连通可靠性分析

考虑地震强度的空间变异性，本文提出一种以震后通行能力为目标的地震作用下地铁系统连通可靠性评价方法。首先，根据历史地震资料和地震烈度衰减关系，开展目标区域地震危险性分析，生成具有空间变异性的地震动峰值加速度场；其次，采用图论建模方法构建地铁网络拓扑模型，并将地震动场输入网络；再次，结合结构地震易损性模型计算地铁车站、区间隧道的地震失效概率，并模拟地铁网络的震后状态；最后，引入有效连通的概念建立了3种指标：网络连通可靠度、车站连通可靠度和运营线路故障率，基于Monte Carlo模拟方法从不同角度对地铁系统的抗震连通可靠性进行分析。基于上述流程以北京市城六区地铁系统为例进行抗震连通可靠性分析。结果表明：地震强度的空间变异性对系统连通可靠度的影响显著；在50年超越概率为10%的地震作用下该地铁系统中88%的车站之间能够实现有效连通；运营线路之间相互交错形成闭环能有效提高系统的连通可靠度。     

基于支持向量机的桁架桥可靠度评估

针对桁架桥结构极限状态方程一般难以显式表达的特点,提出基于支持向量机的桁架桥可靠度评估方法。通过抽样,采用桁架桥有限元计算,利用支持向量机的非线性映射和泛化能力,建立随机变量与结构响应之间的函数关系,模拟结构极限状态方程,采用优化算法计算桁架桥可靠指标。研究表明:该方法对于评估桁架桥可靠度具有较高的计算精度,但随车辆荷载随机变量的离散性增加,桁架桥的失效概率显著增大。     

混凝土斜拉桥移动支架法施工阶段挠度可靠性分析

从施工控制的角度出发,针对斜拉桥施工期可靠度分析中不存在显示极限状态函数的问题,利用虚拟中间变量法在标准正态空间内重构挠度极限状态曲面;并以挠度控制为目标函数,对斜拉桥施工过程中的主梁可靠度进行计算分析;同时借助大型有限元软件,对斜拉桥施工过程的支架系统进行了准确模拟,有效分析了移动支架对斜拉桥施工期的可靠性影响.分析结果表明：支架系统材料的变异对施工期的主梁前端挠度可靠性有一定的影响;支架的几何尺寸变更对前端挠度可靠性有较大的影响;合理地选择支架施工方案可以在满足施工可靠性前提下提高工程经济性.     

随机交通网络连通可靠度改进算法

连通可靠度作为网络可靠性的基础指标是指导交通事故预防、灾后重建和日 常维护等活动的重要理论,但其计算是经典的NP难问题.为了提高大规模网络应用的求 解精度和效率,提出了基于k-最短路径和状态排序的改进算法--Target_Order 算法,集 中考察影响网络连通性的关键节点及其状态,有效减少了无关网络连通性的节点组合产 生的冗余网络状态,大幅降低了计算复杂度.最后,以成都规划年地铁网为例,通过与传统 算法（ORDER算法）比较,分析了算法关键参数的影响,验证了改进算法在精度与效率方 面的显著优势.研究结果同样适用于其他随机交通网络的连通可靠度计算与统计.     

失效树在连续刚构桥体系可靠度中的应用

基于连续刚构桥破坏机制及失效准则,采用全局临界强度分枝-约界准则作为结构的失效模式,并通过JC法计算结构失效可靠指标,提出了连续性刚构桥界结构体系的可靠性计算过程。以工程实例分析了构件的失效形式及顺序,建立了失效树,并对可靠性指标、概率以及结构可靠性进行了计算。应用表明主桥结构比桥墩容易失效,该可靠性的计算过程能够可靠便捷地体现连续刚构桥结构体系可靠性。     

Nataf变换的桥梁系统多维地震易损性分析方法

在多维性能极限状态理论框架下,考虑桥梁各构件地震响应参数相关性,引入Nataf变换,提出了改进的桥梁系统多维地震易损性分析方法;以一座三跨V撑连续梁桥为例,利用OpenSees软件建立桥梁系统非线性动力分析模型,从美国太平洋地震研究中心强震数据库中选取20条地震波进行增量动力分析,并获得桥梁结构在地震作用下的最大响应样...     

综合考虑高温后RC柱失效路径的可靠性分析

引入高温后混凝土和钢筋强度折减系数,建立4面受火后偏心受压柱的抗力模型和极限状态方程,利用蒙特卡罗法对高温后钢筋混凝土偏压柱综合考虑失效路径下的可靠性进行了数值模拟分析.综合考虑了单一失效路径和2种失效路径下受火后偏压柱的可靠性.结果表明,随着受火时间的增加,柱的可靠性指标逐渐变小;偏心距较小时,考虑2种失效路径下对受火后柱进行可靠性评估是不安全的;在偏心距较大时,考虑单一失效路径对受火后柱进行可靠性评估是不安全的,所以综合考虑高温后RC柱失效路径的可靠性比只考虑单一因素更符合真实情况.     

自锚式悬索-斜拉组合体系桥梁施工期结构安全评价

针对自锚式悬索-斜拉组合体系桥梁施工期存在的诸多影响结构安全的问题,以实桥工程为依托,采用层次分析法,进行施工期结构风险识别,根据风险识别结果,基于BP网络的失效概率法,根据主要风险模式和风险因素,建立主要风险模式下的结构极限状态方程,得到各个施工阶段的失效概率,确定结构的目标可靠度。     

智能化滚珠丝杠副退化状态的评估方法

现有滚珠丝杠副退化状态评估方法通常假设已有充足且带标签的数据集,但实际工程应用中故障成本过高、获取标签难度过大,难以在特定工况下获得大量带标签数据集. 针对上述问题,提出一种基于多尺度对抗域对抗学习的智能化状态评估方法,结合注意力卷积神经网络模块和域对抗学习模块,利用不同工况下采集的传感器信号建立深度学习模型,从而自适应地学习域不变特征并实现高效的知识复用和特征迁移;利用多工况下采集的滚珠丝杠副退化信号构建试验数据集来验证方法的有效性. 研究结果表明:本文方法在6个标签缺失跨工况条件下的滚珠丝杠副退化状态识别子任务中均取得了高于89.02%的识别准确率;能够充分迁移带标签数据的关键特征,实现了标签样本缺失条件下目标工况退化状态识别.      

边坡稳定性模糊随机可靠度分析

考虑可靠性分析中结构极限状态变量在零值附近的模糊区间,建立边坡稳定性模糊随机可靠度分析模型。研究了在土性参数变异性、模糊失效概率隶属度函数梯形与岭形分布类型情况下,模糊区间宽率与偏度对模糊可靠指标的影响。分析结果显示:偏度与可靠性指标曲线的斜率随宽率的减小而减小,且其趋势与参数变异性与模糊失效概率隶属度函数类型无关;对于宽率的某一确定值而言,偏度的增大会导致模糊可靠指标的降低;土性参数变异性的增加会导致模糊可靠指标的降低。     

CRH3动车组轮缘润滑系统可靠性分析

将GO法引入到CRH3动车组轮缘润滑系统可靠性分析中.根据轮缘润滑系统的结构原理图构建GO图模型,基于GO法的运算规则及GO法状态概率公式对轮缘润滑系统进行可靠性定量计算,并对其可靠性做出评估.分析计算结果表明该方法可为轮缘润滑系统的可靠性分析和评价提供了科学的量化根据,并为类似系统的可靠性分析提供参考.     

Optimal allocation of fleet’s spare parts for system reliability

Allocation of fleet’s spare parts is rarely studied due to its complexity. However, this task is extremely important because the warship’s service level highly relies on the maintenance logistics’ level. In this study, the readiness ratio is proposed as a critical index in measuring the system’s reliability. A well-established mathematical model adopting the optimization method of spare part allocation is also introduced. The objective is to minimize the number of each spare part while satisfying the fleet’s system reliability. The fault tree analysis (FTA) is applied to analyze the system’s failure logic and stratify the units on ship. As a result, the strategy of spare part sharing can be introduced in detail. The solution algorithm is developed, and the simulation experiments to obtain the key parameters are conducted. The proposed model and algorithm are applied to an actual fleet of two warships, and results show that the method above is feasible and can be directly applied into practice.     

基于Monte Carlo仿真的地铁车辆系统可靠性研究

论文在地铁车辆系统失效模式与影响分析（FMECA）的基础上,考虑到地铁车辆系统故障率较低,故障状态枚举方法难以获得精确的随机状态,故运用蒙特卡洛（Monte Carlo）改进算法模拟仿真了地铁车辆系统设备单元发生故障的实际过程,并给出仿真的一般求解方法．针对地铁车辆系统故障模式及故障持续时间,构建了其可靠性的评估指标,应用实例数据进行了分析计算,得出了稳态下的系统可靠性结果．研究成果对地铁车辆运营及维修管理均具有一定的参考价值．