结构可靠性分析及基于响应面法的工程应用研究

论文摘要

本文主要采用了大型有限元分析软件ANSYS,对实际工程结构的可靠性进行了分析。文章介绍了结构可靠性研究的响应背景,重点阐述了蒙特卡罗法及响应面法两种计算结构可靠度的方法。利用ANSYS软件中的概率分析模块(PDS模块),从结构体的平均应力及结构顶点的最大位移两个方面,对结构构件进行了可靠性分析。通过上述工作,得到了以下主要结论：1.蒙特卡罗法与响应面法是计算工程结构可靠度的重要方法。蒙特卡罗法计算结构可靠度与影响因素的维数无关,计算精确,但所需要的计算次数较多,对于功能函数有明显函数表达式的可靠性分析较为合适；响应面法可以用来解决结构的功能函数为隐式的可靠度计算,特别是与有限元方法相结合,建立响应面的方法值得应用。2.通过相应的计算实例,对实际工程结构进行了可靠性分析,通过对工程结构顶点最大位移及结构体平均应力的可靠性分析,得到了相应的可靠指标和较为重要的影响因素。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 选题背景及意义
• 1.3 可靠性研究现状
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 结构可靠度的基本理论
• 2.1 结构可靠度的基本概念
• 2.1.1 结构可靠度与可靠指标
• 2.1.2 结构的极限状态
• 2.1.3 结构可靠度与失效概率
• 2.1.4 结构可靠指标
• 2.2 结构可靠指标的常用计算方法
• 2.2.1 中心点法
• 2.2.2 验算点法（JC法）
• 2.2.3 蒙特卡罗方法
• 2.2.4 响应面法
• 2.3 结构体系可靠度
• 2.3.1 结构体系可靠度的分析模型
• 2.3.2 用主要失效模式预测结构体系可靠度
• 2.3.3 结构体系可靠度的分析计算方法
• 2.3.4 串联体系和并联体系失效概率的计算
• 第三章 基于ANSYS软件的可靠性分析
• 3.1 引言
• 3.1.1 ANSYS软件简介
• 3.1.2 ANSYS软件中的可靠性分析步骤
• 3.2 ANSYS软件中的蒙特卡罗方法
• 3.2.1 抽样技术
• 3.2.2 输入变量值的确定
• 3.3 ANSYS软件中的响应面方法
• 3.4 两种方法的相关操作
• 3.5 基于ANSYS的可靠性分析算例
• 第四章 实际工程结构可靠性分析
• 4.1 工程概况
• 4.2 数值计算模型及结构的变形和内力
• 4.3 响应面法分析
• 4.3.1 确定响应面方程
• 4.3.2 PDS后处理
• 4.4 剩余三个角点及平均应力的概率分析结果
• 第五章 结论与展望
• 5.1 分析结论
• 5.2 存在的不足及建议
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表