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含概率与区间混合不确定性的系统可靠性分析方法
  • ISSN号:0459-1879
  • 期刊名称:《力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB114.3[理学—概率论与数理统计;理学—数学;理学—应用数学;一般工业技术]
  • 作者机构:[1]湖南大学机械与运载工程学院特种装备先进设计技术与仿真教育部重点实验室,长沙410082
  • 相关基金:国家自然科学基金重大项目(51490662)、湖南省杰出青年基金(14JJ1016) 和霍英东基金(131005) 资助项目.
中文摘要:

系统可靠性问题中通常存在大量的不确定参数,传统方法一般是基于概率模型对系统进行可靠性分析,但是实际工程中由于数据缺乏或试验条件的限制往往难以得到参数的精确概率分布.本文将结构体系一部分样本信息充足的不确定变量用随机变量进行描述,而另一部分样本缺乏的用区间表示,并提出了一种新的含概率与区间混合不确定性的系统可靠性分析方法.首先,基于一个高效求解方法获得单失效模式下结构的最小可靠度指标;再针对多失效模式下含概率与区间混合不确定性问题建立了系统可靠性分析模型;考虑各失效模式之间的相关性,通过线性相关度计算方法求得相关系数矩阵;最后提出了串联体系和并联体系可靠度求解方法.3个数值算例表明,该方法可以实现含概率与区间混合的多个非线性失效模式下系统可靠度的计算.通过对比传统的概率可靠性分析方法,本文方法只需要少量的不确定信息便可确保系统更加安全,更适合复杂结构系统可靠性的分析和设计.

英文摘要:

There are a large number of inherently uncertain parameters in the problem of system reliability.Traditionalsystem reliability analysis methods are usually based on the probability model assumption.Probability distribution functionof uncertain parameters can be easily obtained with sucient samples,but in practical engineering problems,it isoften dicult to get the precise probability distribution function with limited data or test conditions.In this paper,theuncertain variables of the system based on sucient information are taken as the random variables,while others withlimited information can only be given variation intervals.This paper proposes a new system reliability analysis methodfor structures with probability and interval mixed uncertainty.Firstly,the minimum reliability index of each failure modeis obtained based on an ecient solution method.Then the system reliability model under multiple failure modes withprobability and interval mixed uncertainty is provided.Considering the dependence between different failure modes ofsystems,a correlation coecient matrix is obtained by the linear correlation calculated method.Finally,the maximumfailure probabilities are calculated for series and parallel system.Three numerical examples show that the present method can effectively deal with the system reliability problems of multiple nonlinear failure modes with probability and intervalmixed uncertainty.Compared to the traditional probabilistic reliability analysis method,the presented method can ensurethe security of system well and it only needs less uncertain information,and hence it seems suitable for reliability analysisand design of many complex engineering structures or systems.

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期刊信息
  • 《力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国力学学会 中国科学院力学研究所
  • 主编:魏悦广
  • 地址:北京市海淀区北四环西路15号中科院力学所内《力学学报》
  • 邮编:100190
  • 邮箱:lxxb@cstam.org.cn
  • 电话:010-62536271
  • 国际标准刊号:ISSN:0459-1879
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2062/O3
  • 邮发代号:2-814
  • 获奖情况:
  • 1992年首届自然科技期刊一等奖,1996年国家自然科技期刊二等奖,2000年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:13332