×
李小兰;陈国海;崔海超;杨迪雄

具有复杂性能函数的结构静动力可靠性分析的直接概率积分法。 （英语） Zbl 1506.74485号

计算。方法应用。机械。工程师。 374，文章ID 113583，23 p.（2021）.
摘要：对于结构可靠性评估，一些性能函数相当复杂，导致失效域不相交、结构响应不连续和多个设计点。因此，这种问题很难用现有的一些方法来解决，例如基于设计点的方法和基于代理模型的方法等。虽然基于随机抽样的方法可以解决这个问题，但需要大量的计算工作。本文提出了一种新的方法，即直接概率积分法（DPIM），用于处理具有复杂性能函数的结构的静态和动态可靠性评估。基于概率密度积分方程和结构物理方程的解耦计算，建立了DPIM。首先，通过引入基于广义F差分的点选择技术和Diracδ函数的平滑，直接求解概率密度积分方程，计算具有复杂性能函数的结构静、动力响应的概率密度函数。然后，通过对失效域上结构响应的PDF曲线进行积分，得到静态系统的失效概率。对于随机动态系统，DPIM结合极值分布有效地完成了动态可靠性评估。最后，六个有代表性的例子表明，DPIM比蒙特卡洛模拟更有效地解决了包含复杂性能函数的结构的可靠性估计问题。

引用于4文件

MSC公司：

74S60系列 应用于固体力学问题的随机和其他概率方法
60 K10 更新理论的应用（可靠性、需求理论等）
62号05 可靠性和寿命测试
65立方厘米20 概率模型，概率统计中的通用数值方法

关键词：

静态和动态可靠性分析;概率密度积分方程;复杂的性能函数;不连续结构响应;多个设计点

软件：

AK-MCS公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit｛X.Li｝等人，计算。方法应用。机械。工程374，文章ID 113583，23 p.（2021；Zbl 1506.74485）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Schueller，G.I.，计算随机力学-最新进展，计算。结构。，79, 2225-2234 (2001)
[2] 罗伊·C·J。；Oberkampf，W.L.，《科学计算中验证、验证和不确定性量化的综合框架》，计算。方法应用。机械。工程，200，2131-2144（2011）·Zbl 1230.76049号
[3] 刘振杰。；刘伟。；Peng，Y.B.，平稳和非平稳随机过程的基于随机函数的谱表示，概率论。工程机械。，45, 115-126 (2016)
[4] Stefanou，G。；Savvas，D。；Papadrakakis，M.，基于材料特性中尺度随机场的复合结构随机有限元分析，计算。方法应用。机械。工程，326319-337（2017）·兹比尔1439.74237
[5] Chen，G.H。；Yang，D.X.，静态和动态结构系统随机响应分析的直接概率积分法，计算。方法应用。机械。工程，357，第112612条pp.（2019）·Zbl 1442.65004号
[6] Keshtegar，B。；Meng，Z.，用于有效结构可靠性分析的混合松弛一阶可靠性方法，结构。安全。，66, 84-93 (2017)
[7] Melchers，R.E.，《结构可靠性分析与预测》（2018），John Wiley&Sons：John Willey&Sons Chichester
[8] Youn，B.D。；Choi，K.K。；杨瑞杰。；Gu，L.，基于可靠性的车辆侧面碰撞耐撞性设计优化，结构。多磁盘。最佳。，26, 272-283 (2004)
[9] Keshtegar，B。；Lee，I.，基于可靠性的设计优化的松弛性能度量方法，结构。多磁盘。最佳。，54, 1439-1454 (2016)
[10] 江，C。；Fang，T。；Wang，Z.X。；魏晓平。；Huang，Z.L.，基于时变可靠性的设计优化通用解决方案框架，计算。方法应用。机械。工程，32330-352（2017）·Zbl 1439.74253号
[11] Li，X.L。；孟，Z。；Chen，G.H。；Yang，D.X.，基于可靠性的设计优化的混合自调整单回路方法，结构。多磁盘。最佳。，60, 1867-1885 (2019)
[12] 拉赫曼，S。；Xu，H.，随机力学多维积分的一元降维方法，概率论。工程机械。，19, 393-408 (2004)
[13] 熊，F.F。；Greene，S。；Chen，W。；熊，Y。；Yang，S.X.，一种新的基于稀疏网格的不确定性传播方法，结构。多磁盘。最佳。，41, 335-349 (2010) ·Zbl 1274.65069号
[14] He，W.X。；曾勇。；Li，G.，基于非线性映射和稀疏网格数值积分的改进最大熵法的结构可靠性分析新方法，Mech。系统。Signal Pr.，133，第106247条，pp.（2019）
[15] 奥尔森，A。；桑德伯格，G。；Dahlblom，O.，《结构可靠性分析的拉丁超立方体抽样》。安全。，25, 47-68 (2003)
[16] Schueller，G.I。；Pradlwarter，H.J。；Koutsourelakis，P.S.，《高维可靠性评估程序的关键评估》，Probab。工程机械。，19, 463-474 (2004)
[17] Au，S.K。；Beck，J.L.，通过子集模拟估算高维小故障概率，Probab。工程机械。，16, 263-277 (2001)
[18] Roussouly，N。；佩蒂让，F。；Salaun，M.，可靠性分析的新自适应响应面法，Probab。工程机械。，32, 103-115 (2013)
[19] 布拉特曼，G。；Sudret，B.，建立随机有限元分析稀疏多项式混沌展开的自适应算法，Probab。工程机械。，25, 183-197 (2010)
[20] Hurtado，J.E.，从统计学习理论的角度对隐式极限状态函数逼近方法的检验，结构。安全。，26, 271-293 (2004)
[21] Bourinet，J.M。；Deheeger，F。；Lemaire，M.，通过组合子集模拟和支持向量机评估小故障概率，结构。安全。，33, 343-353 (2011)
[22] 乔贾奇克，A.A。；Teixeira，A.P。；Neves，L.C。；Cardoso，J.B。；Guedes Soares，C.，人工神经网络模型在钢结构可靠性分析中的回顾和应用，结构。安全。，52, 78-89 (2015)
[23] 埃查德，B。；北卡罗来纳州盖顿。；Lemaire，M.，AK-MCS：一种结合克里金和蒙特卡罗模拟的主动学习可靠性方法，Struct。安全。，33, 145-154 (2011)
[24] Gaspar，B。；Teixeira，A.P。；Guedes Soares，C.，结合kriging和信赖域方法的自适应代理模型Reliab。工程系统。安全，165277-291（2017）
[25] 江，C。；邱海斌。；杨，Z。；Chen，L.M。；高，L。；Li，P.G.，《基于代理的可靠性分析的一般故障预测抽样框架》，Reliab。工程系统。安全，183，47-59（2019）
[26] Lee，T.H。；Jung，J.J.，一种提高基于元模型RBDO的准确性和效率的采样技术：约束边界采样，计算。结构。，86, 1463-1476 (2008)
[27] Keshtegar，B。；Kisi，O.，M5模型树和蒙特卡罗模拟用于有效的结构可靠性分析，应用。数学。型号。，48, 899-910 (2017) ·Zbl 1480.74286号
[28] Kang，F。；Li，J.S。；Wang，Y。；Li，J.，基于极端学习机器的替代模型，用于分析土壤边坡的系统可靠性，Eur.J.Environ。公民。工程，21，1341-1362（2017）
[29] 巴苏达尔，A。；密苏里州。；Sanchez，A.H.，使用支持向量机识别不连续响应和不相交失效域的极限状态函数，概率。工程机械。，23, 1-11 (2008)
[30] 巴苏达尔，A。；密苏姆，S.，《使用支持向量机进行概率设计和优化的自适应显式决策函数》，计算。结构。，86, 1904-1917 (2008)
[31] 帕特尔，J。；Choi，S.K.，使用概率神经网络进行基于可靠性的拓扑优化的分类方法，结构。多磁盘。最佳。，45, 529-543 (2012) ·Zbl 1274.74376号
[32] Der Kiureghian，A。；Dakessian，T.，一阶和二阶可靠性的多个设计点，结构。安全。，20, 37-49 (1998)
[33] Kim，J。；Song，J.，可靠性分析的n球概率自适应克里金（PAK-Bn），结构。安全。，第85条，第101924页（2020年）
[34] Wang，Y.T。；郝，P。；郭振东。；刘博士。；Gao，Q.，通过缩小搜索区域对具有多个设计点的复杂问题进行基于可靠性的设计优化，J.Mech。设计。，142，第061702条pp.（2020）
[35] Yang，D.X.，一阶可靠性方法数值不稳定性的混沌控制，Commun。非线性科学。数字。模拟。，15, 3131-3141 (2010) ·Zbl 1222.65094号
[36] 孟，Z。；李·G。；Yang博士。；Zhan，L.C.，用于一阶可靠性分析的混沌控制的一种新的方向稳定性变换方法，结构。多磁盘。最佳。，55, 601-612 (2017)
[37] Keshtegar，B。；Miri，M.，使用基于平均剪切应力屈服准则的共轭HL-RF算法对腐蚀管道进行可靠性分析，工程失败。分析。，46, 104-117 (2014)
[38] Keshtegar，B.，稳健有效可靠性分析的混合共轭有限步长法，应用。数学。型号。，45, 226-237 (2017) ·Zbl 1446.90019号
[39] Keshtegar，B。；Chakraborty，S.，鲁棒结构可靠性分析的混合自适应共轭一阶可靠性方法，应用。数学。型号。，53, 319-332 (2018) ·Zbl 1480.74247号
[40] 陈振中。；吴振华。；Li，X.K。；陈，G。；高，L。；Gan，X.H。；Chen，G.F。；Wang，S.Z.，基于可靠性的设计优化的多设计点方法，工程优化。，51, 875-895 (2019)
[41] 瓦尔代贝尼托，医学硕士。；Jensen，H.A。；Labarca，A.A.，高斯载荷下不确定随机线性系统首次偏移概率的估计，计算。结构。，138, 36-48 (2014)
[42] Li，H.S。；Wang，T。；袁建勇。；Zhang，H.，高维时变可靠性分析的基于抽样的方法，Mech。系统。信号Pr.，126，505-520（2019）
[43] Crandall，S.H.，线性振子的第一交叉概率，J.Sound。可控震源。，12, 285-299 (1970) ·Zbl 0195.54504号
[44] 斯宾塞，B.F。；Elishakoff，I.，《不确定线性和非线性系统的可靠性》，J.Eng.Mech。，114, 135-148 (1988)
[45] Chen，J.B。；Li，J.，参数不确定非线性结构的极值分布与动力可靠性分析，结构。安全。，29, 77-93 (2007)
[46] 李，J。；Chen，J.B.，《结构随机动力学》（2009），John Wiley&Sons：John Willey&Sons Singapore·Zbl 1170.74003号
[47] Chen，J.B。；Yang，J.Y。；Li，J.，《不确定参数结构随机地震反应分析中点选择的GF差异》，结构。安全。，59, 20-31 (2016)
[48] Silverman，B.W.，《统计和数据分析密度估计》（1998），CRC出版社：CRC出版社博卡拉顿·Zbl 0617.62042号
[49] 古德费罗，I。；Y.本吉奥。；A.Courville，《深度学习》（2016），麻省理工学院出版社：麻省理学院出版社波士顿·Zbl 1373.68009号
[50] 魏，D。；Rahman，S.，《结构可靠性分析的多点单变量分解方法》，国际J出版社。Ves公司。皮普。，87, 220-229 (2010)
[51] 阿明，M。；Ang，A.H.S.，地震运动的非静态随机模型，J.Eng.Mech。ASCE分部，94559-583（1968年）
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。