不確定結(jié)構(gòu)可靠性分析與優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、工程實際結(jié)構(gòu)中存在著諸多不確定因素。可靠性方法是處理結(jié)構(gòu)不確定因素的有效途徑之一。本文從不同角度和層面對結(jié)構(gòu)可靠性問題進行了有益的探索和研究。研究主要涉及結(jié)構(gòu)非概率可靠性模型、結(jié)構(gòu)非概率可靠性度量與安全系數(shù)、混合結(jié)構(gòu)可靠性分析與優(yōu)化設(shè)計、混合桁架結(jié)構(gòu)可靠性拓撲優(yōu)化設(shè)計等內(nèi)容。主要研究內(nèi)容如下： 1.提出了一種基于橢球凸集的結(jié)構(gòu)非概率可靠性模型，采用結(jié)構(gòu)安全域的體積與基本變量域的體積之比來度量結(jié)構(gòu)非概率可靠性。證明了基于凸集的非概

2、率可靠性模型與概率可靠性模型的兼容性。在橢球確定區(qū)間向量的條件下，對比分析了基于凸集與基于區(qū)間的非概率可靠性模型，揭示了兩者的聯(lián)系和差異。 2.分別研究了結(jié)構(gòu)安全系數(shù)與非概率可靠性度量。建立了中心、非概率與區(qū)間三種安全系數(shù)的函數(shù)關(guān)系，對比分析了非概率可靠性指標和非概率集合可靠度兩種非概率可靠性度量。探討了安全系數(shù)與非概率可靠性度量的關(guān)系，構(gòu)建了兩者的橋梁。 3.對比研究了非概率安全系數(shù)法和非概率可靠性方法。證明了非概率安

3、全系數(shù)和非概率可靠性指標在度量結(jié)構(gòu)安全上的等價性。從設(shè)計思想、度量方法和表現(xiàn)形式等方面分析了兩種方法的聯(lián)系和區(qū)別。優(yōu)化實例分析結(jié)果表明，非概率安全系數(shù)法和非概率可靠性方法在結(jié)構(gòu)重量和截面尺寸分配上存在著一定差異。 4.提出了模糊-非概率混合結(jié)構(gòu)可靠性分析與優(yōu)化設(shè)計方法?；谀芏瓤煽啃岳碚?，建立了混合結(jié)構(gòu)可靠性模型，以最小模糊可靠性指標和最大失效可能度來度量混合結(jié)構(gòu)可靠性。提出了混合結(jié)構(gòu)可靠性分析方法，并以最大失效可能度為約束條件

4、構(gòu)建了混合結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化模型，通過算例驗證了所提方法的有效性和可行性。 5.提出了概率-非概率混合桁架結(jié)構(gòu)可靠性拓撲優(yōu)化方法。采用混合可靠性指標來度量結(jié)構(gòu)可靠性，給出了混合可靠性指標的求解方法，建立了以結(jié)構(gòu)重量為優(yōu)化目標、以位移、應(yīng)力混合可靠性指標為約束條件的桁架結(jié)構(gòu)可靠性拓撲優(yōu)化模型，給出了混合可靠性指標對設(shè)計變量的靈敏度計算公式，通過算例驗證了所提方法的有效性和可行性。 6.研究了具有有界不確定參數(shù)的多學(xué)科系統(tǒng)的不確