建筑物可靠性评价

探讨了现存建筑物可靠性评价的极限状态方法，提出荷载水平方法，建立了结构构件可靠性评价的限状态准则，基于结构失效的机构理论，提出结构体系可靠性评价的“破损机构”方法，以使结构成为“破损机构”或“局部破损机构”的“破损截面”的最高等级作为结构体系可靠性评级。     

建筑结构体系可靠性评价

基于结构破坏机构原理,建立了结构体系可靠性评价的破损机构准则,以及结构构件可靠性分级与结构体系可靠性分级间的映射关系,并给出了相应的评价程序。最后,用实例演示了这一评价方法。     

建筑结构体系可靠性评价

基于结构破坏机构原理，建立了结构体系可靠性评价的破损机构准则，以及结构构件可行性分级与结构体系可靠性分级间的映射关系，并给出了相应的评价程序。最后，用实例演示了这一评价方法。     

考虑多失效模式的桩-土结构体系稳健性设计

针对桩基础设计中岩土参数和荷载的不确定性,首先,提出考虑多失效模式的桩-土结构体系的稳健性设计(RGD)方法,综合分析单桩竖向承载能力极限状态(ULS)、竖向正常使用极限状态(SLS)、水平强度失效和水平变形失效4种失效模式;其次,采用蒙特卡罗模拟(MCS)法和点估计法(PEM)嵌套的方法计算桩-土结构体系的失效概率均值和标准差,以失效概率标准差作为衡量结构稳健性的指标;最后,以稳健性和经济成本作为优化目标,确定单桩的最优设计。结果表明:多失效模式下,不同的单桩设计尺寸,起决定作用的失效模式不同;随着单桩设计几何尺寸的增加,桩-土结构体系的主控失效模式逐渐由桩水平强度控制转为由竖向正常使用极限状态控制;主控失效模式的变化,对结构体系的失效概率变化梯度影响较大。     

供热系统可靠性评价研究综述

为了解供热系统可靠性评价的研究进展并探明其发展前景,应用Google Scholar系统调研该领域的相关文献。梳理供热系统故障工况功能特征、故障状态判定准则、可靠性评价指标等方面的研究成果;将多样化发展的可靠性评价方法归纳为基于故障工况结构特征、水力特征和热力特征3类方法,总结其要点与不足,并提出供热系统可靠性评价的研究重点。研究表明:基于故障工况热力特征的供热系统可靠性评价方法是今后的研究重点;综合考虑故障工况热用户连通性、水力特征、供热管网和供暖建筑物的热惰性的模型的精度和计算复杂度是亟待解决的问题;需要开展供热系统多重和次生故障的研究。     

洪水灾害下化工装置的脆弱性评估

针对洪水灾害下化工装置的脆弱性评估,提出了综合考虑洪水类型、装置结构特征和危险物质泄漏模式的脆弱性定量评估方法。该方法在厘定化工装置结构破坏模式、破坏等级和物质泄漏风险等级的前提下,构建洪水作用下装置的结构极限状态方程,获得结构极限状态曲线和结构失效控制参数阈值,进而得到结构破坏概率和危险物质泄漏频率,并将这两个参数作为洪水灾害脆弱性快速评估指标。以常压立式储罐为分析对象,对上述方法进行详细阐述,并结合实例验证了方法的适用性。结果表明,结构极限状态曲线可以用于快速区分结构安全状态和失效状态,临界装量系数是决定储罐洪水脆弱性的关键工艺参数,随罐壁高度和储液密度增加,洪水灾害脆弱性逐渐降低。     

极限状态法在游乐设施结构设计上的应用

极限状态法是一种以概率理论为基础、以分项系数表达、不使结构超越某种规定极限状态的设计方法,在建筑、铁路、公路、港口、水利水电等工程结构设计方面逐渐取代了传统的许用应力设计法,近年来也陆续被欧盟、美国等国外游乐设施标准采纳。本文介绍了极限状态法的基本概念和应用现状,并对2个国外主要游乐设施设计标准EN 13814:2004和ASTM F2291—17中采纳的极限状态法进行了分析和比较,着重对比了极限状态、载荷组合、抗力系数等内容,在此基础上提出了在中国游乐设施标准中引入极限状态设计法的建议,并指出了需要进一步开展研究的内容。     

焦炉抵抗墙在热负荷状态下的破损分析及加固

针对焦炉抵抗墙在热负荷作用下的破损情况,分析了其破损原因,介绍了在不停产条件下对热状态结构的加固措施。     

焦炉抵抗墙在热负荷状态下的破损分析及加固

针对焦炉 抗墙在热负荷作用下的破损情况分析了其破损原因,介绍了在不停产条件下对热状态结构的加固措施。     

煤矿安全监控装备可靠性评价方法的研究

针对如何评价和选择矿井安全监控系统装备的问题。运用科学的方法，就几种不同型号装备，做了定量和定性的阐述，还就建立监测系统装备的可靠性评价结构模型和数学分析模型做了分析。也对其他几个人为影响因素的性能指标提出了定性分析方法。     

结构损伤诊断与系统时域辨识研究综述

对结构时域辨识理论及其应用进行系统研究和综述。研究表明:环境激励的非平稳与不确定性、响应信息的不完备性、反问题的不适定性以及测试噪声等是影响系统时域辨识理论在结构损伤诊断中应用的关键因素。以影响因素为主线,系统阐述结构时域辨识理论、方法的发展和研究现状,并对其优、缺点进行比较。分析指出,基于系统识别的结构损伤诊断技术适合于从整体层次上把握结构的健康状况,只有将其与局部损伤检测方法结合才有可能对大型复杂结构的健康状况作出正确的评估。展望结构时域辨识技术的发展趋势认为:随机子空间法等先进的系统辨识方法、EMD非平稳信号处理技术以及神经网络智能算法将成为未来研究和发展的主流。     

基于ANSYS的可靠度分析方法及应用

通过对可靠度分析的概述理解到现代工程分析中实体模型不确定因素众多,进而带来分析的不准确性。基于有限元分析软件ANSYS提供的概率设计系统(PDS)的概率分析功能,使对结构的概率分析非常容易。根据结构的失效模式来确定结构功能函数,由此建立结构极限状态方程,再运用结构可靠度分析中的蒙特卡洛法(MCS法)利用结构的失效频率来估算其失效概率。在本文中提出了利用ANSYS的概率分析功能结合MCS法进行结构的可靠性分析的方法,并通过一个实例具体说明了利用ANSYS的概率分析功能实现结构的可靠性分析的可行性。     

第三方挖掘作用下管道可靠性评估研究

为研究第三方损坏中挖掘作用对管道可靠性的定量影响,阐述了第三方挖掘作用下管道失效模式与失效机理,确定了管道第三方挖掘作用下的2个极限状态:穿孔失效和凹陷—划伤失效,提出了1种综合考虑管道运行及管理条件,建立了管道第三方挖掘极限状态方程求解其失效概率的模型。以某长输天然气管道为例,基于蒙特卡洛模拟计算了研究管段的失效概率值,并进行了参数的敏感性分析。结果表明,该方法能够定量描述第三方挖掘对管道可靠性的影响程度,评估结果便于管理者制定相应的维修维护策略。     

一种新的结构可靠度通用计算方法

根据可靠度指标β的几何定义,运用具有全局优化能力的改进遗传算法,提出一种新的结构可靠度通用计算方法。针对可靠度几何优化模型搜索区域大而可行区域小的特点,在可靠区域和失效区域分别产生初始种群,在两种群之间通过不断迭代的二分法,使二分点不断接近极限状态曲面(线),从而产生可行解。对可行解进行选择、交叉、变异,最后求出全局最优解。该方法不需要使用结构功能函数的偏导数,对于功能函数不能明确表达的可靠度问题尤为适用;对于功能函数可以明确表达但求导复杂的问题,可省去求导过程;可任意设定初始值,且不受结构功能函数凹凸性的限制;通过算例验证,所提方法具有较高的精度和效率。     

基于蒙特卡罗法的煤巷锚杆支护结构可靠性分析

应用工程结构可靠性理论,建立煤巷锚杆支护结构可靠性模型,针对其结构稳定性的极限状态功能函数高度非线性的特征,采用蒙特卡罗法在Matlab环境下直接产生服从各相应概率分布函数的随机变量数组计算其结构可靠度,编程过程简化,计算速度快,精度高,且不受极限状态方程非线性、随机变量非正态的限制,开辟了煤巷锚杆支护结构可靠度计算的新途径。建立了支护参数与可靠度的关系,指出了提高煤巷锚杆支护结构可靠度的方法和措施,为煤巷锚杆支护参数设计和优化提供了科学依据。     

随机桁架结构可靠性分析的完全概率方法

提出了一种求解随机参数桁架结构在随机荷载作用下反应的概率密度函数和结构精确可靠度的方法.通过对随机参数桁架结构在随机荷载作用下的有限元分析方法的研究,考虑了结构的物理参数,构件的几何尺寸和作用荷载幅值等的随机性.应用随机向量函数的概率分布函数表达式,通过确定积分区间、变量替换、交换积分顺序等一系列数学上的处理,获得所求结构反应的概率密度函数.由干涉理论得到了结构位移和应力的可靠度.通过算例的结果与Monte-Carlo模拟法结果比较,表明该方法具有较高的精度及良好的实用性.     

基于Matlab优化工具箱的煤巷顶板锚杆支护结构可靠性分析

针对煤巷围岩力学参数中有许多为随机变量的特征,根据围岩稳定性极限状态方程,应用工程结构可靠性理论,分析煤巷顶板锚杆支护结构的可靠性,建立基于Matlab优化工具箱的可靠度计算模型。该法编程简单,计算速度快,精度高,程序通用性强,是一种计算煤巷锚杆支护结构可靠度的有效方法,并且分析该法计算结构可靠度的适用条件,建立了巷道顶板支护参数与可靠度的关系曲线,为煤巷锚杆支护参数设计和优化提供了科学依据。     

基于二阶矩法的钢筋混凝土连续梁可靠度分析

根据结构可靠性理论,运用应力-强度干涉模型,考虑随机参数服从正态分布情况下的影响,构建连续梁在强度失效模式下的可靠性模型,应用二阶矩法通过数值分析计算结构的可靠指标,得出了结构的可靠度。为使所建立的模型符合钢筋混凝土结构的具体受力特点,荷载效应计算中考虑了钢筋混凝土结构的内力重分布,承载能力计算中参考了《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)给出的近似计算公式,得到了多维非线性的极限状态方程。通过实例对模型和可靠度方法进行了验证,计算分析表明,本文所建立的可靠性模型揭示了钢筋混凝土连续梁在各种随机因素作用下强度失效的规律,为钢筋混凝土连续梁的可靠性分析提供了依据。此外,本文提供的构件可靠度计算思路也可为其他各类钢筋混凝土构件的可靠度分析提供参考。     

基于时变失效的桥式起重机结构可靠性分析

为提高我国起重机产品的安全可靠性水平,用时变可靠性理论分析桥式起重机金属结构。以桥式起重机金属结构为研究对象,时变可靠性理论为基础,研究桥式起重机金属结构的载荷时变可靠性模型和抗力时变可靠性模型,建立桥式起重机金属结构失效状态的时变可靠性数学模型。通过工程算例分析,揭示金属结构抗力随时间衰减与否对可靠度与失效概率的影响,得到不同金属结构抗力衰减系数下桥式起重机主梁金属结构可靠度和失效概率。探索桥式起重机金属结构时变可靠性安全评估方法。对比金属结构抗力衰减系数分别为0.000 2和0.000 3时的分析结果,发现金属结构系统的可靠性随金属结构抗力衰减系数的增加而降低。     

Structural reliability analysis of contact fatigue design of gears in wind turbine drivetrains

Advances in the design of large scale wind turbines have raised an interest for more optimized life cycle design of mechanical components (e.g. gears, bearings, shafts, etc.), with a better understanding of their performance over time. Development of the non-systematic, often deterministic design methods followed by the application of corresponding design standards that incorporate experience from current common practice have managed to produce mechanical components that comply with minimum safety requirements. However, such approaches cannot achieve optimized mechanical components, neither account for the performance over their service lives. Reliability-based design currently represents the most advanced method in order to achieve the targets mentioned above, by explicitly considering uncertainty of design variables. This paper describes a structural reliability method (SRM) for fatigue analysis of mechanical components of wind turbines. The method is based on the ‘so-called’ limit state functions of relevant failure modes. Two gear tooth fatigue failure modes (surface and subsurface pitting) were considered. The method is exemplified by a time-domain based gear contact fatigue analysis of the National Renewable Energy Laboratory's 750 kW land-based wind turbine. The sensitivity of the reliability index on some random parameters used for reliability-based gear contact fatigue analysis is estimated. The effect of inspection on reliability analysis is also briefly investigated.