一、可靠性度量指标
可靠性度量指标有以下三种:(1)可靠概率(又称可靠度),用
失效概率
二、极限状态功能函数(功能函数、极限状态方程)
不同的模型有不同的极限状态方程,在这一步神经 络能够更准确的对模型的极限状态功能函数进行拟合。如我们在考虑直立式防波堤时,主要考虑两个破坏形式,一是滑动破坏,一个是倾覆破坏。则其两种极限状态的极限状态方程可以确定下来。要注意的是,功能函数其单位都得是相同的(如都是长度、力、力矩等)。在一些常见工程的各类设计规范中,也会有提及。
三 、基于蒙特卡罗抽样的Matlab程序(防波堤)
在实际工程的设计中,有很多影响结构可靠性的不确定因素,这些因素的不确定性最终是表现为随机变量的形式。例如在防波堤的设计中,水平波浪力和波浪浮托力实际上都是随机变量,其直接影响着结构的使用寿命。在可靠度计算过程中,蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)法避开了结构可靠度中的数学困难,通过试验模型来找到最佳选择。而且更容易编程。蒙特卡罗法能够直接计算出失效概率,从而利用得出可靠指标。
第一步:通过Excel输入计算所需的数据,计算各参数的均值和标准差,可以先绘制出各随机参数的概率密度函数图形(绘制这一步可有可无)。
第二步:根据随机参数的分布类型产生相应类型的1组随机数矩阵(2个随机变量,即2行1列)(即水平波浪力和波浪浮托力各一个)(这里就体现了蒙特卡罗法)(利用MATLAB可以快速产生各种分布类型的随机数的功能,函数功能可以见Matlab教程。如对于正态分布函数来说,可以利用normrnd(mu,sigma,m,n)来产生指定均值和标准差的m*n阶正态分布随机数矩阵)
在产生第k组随机数的这一步,可以利用之前博文所提到的LHS方法先进行抽样,这样能够更好的去抽样excel中的数据,然后再将抽样好的数据中的第k组去代入功能函数。
第三步:再将产生的这一组随机数代入到结构已知特定的极限状态方程中,得出Z值。如Z值小于0,为失效区(Z=0为极限状态,Z>0为可靠区),此时计为一次失效。然后当抽样次数少于预定的值时,继续抽样计算Z值,根据循环去统计Z<0的次数,最后失效概率为
四、Gumbel分布
Gumbel分布能够预测极端情况。其CDF是可逆的,即能够从均匀分布的随机变量中生成Gumbel分布的随机变量。
五、基于Matlab的串并联可靠度计算
六、响应面法
七、JC法
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