多种可靠度计算方法学位论文
可靠度实用计算方法
数据获取与处理
收集设备的失效数据、工 作条件和环境因素等信息， 并进行统计分析，得到设 备的失效分布。
可靠性指标计算
根据失效分布和设备的工 作要求，计算设备的可靠 度、平均无故障时间 （MTBF）等可靠性指标。
案例三：结构工程安全性分析
安全性分析方法
采用基于概率的方法、确定性方法或混合方法进行结构工程安全 性分析。
可靠度定义及重要性
可靠度定义
可靠度是指系统在规定条件下和规定时间内，完成规定功 能的能力。它是一个综合性的指标，反映了系统的性能、 耐久性和可维护性等多个方面。
提高经济效益
通过提高系统的可靠度，可以减少维修和更换设备的频率 和成本，延长设备的使用寿命，从而提高企业的经济效益 。
系统安全的保障
高可靠度意味着系统能够稳定运行，减少故障和事故发生 的可能性，从而保障人员和财产的安全。
展模型等方法进行疲劳寿命预测。
数据获取与处理
02
通过试验或仿真手段获取零件的应力、应变或裂纹扩展数据，
并进行统计分析，得到相应的寿命分布。
可靠性评估
03
根据寿命分布和零件的工作条件，进行可靠性评估，如计算可
靠度、失效率等。
案例二：电子设备可靠性评估
01
02
03
可靠性评估方法
采用基于失效物理模型、 加速寿命试验或现场数据 等方法进行电子设备可靠 性评估。
优点
可处理复杂非线性问题，自适应能力强， 精度较高。
缺点
需要大量的训练数据，模型训练时间较长。
应用范围
在电力系统、交通运输等领域得到广泛应 用。
04
工程实例分析：不同方法比较与选择
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工程实例分析：不同方法比较与选择
可靠度计算 表决冗余计算范例
可靠度计算表决冗余计算范例可靠度是评估系统是否能够在给定时间内完成任务并返回正确结果的能力。
在计算可靠度时，常常会使用表决冗余计算方法。
表决冗余是指通过多个相互独立的组件或决策者进行决策，并根据多数结果进行判断。
以下是一个关于表决冗余计算可靠度的范例。
假设我们有一个目标是进行数字图像的分类的系统，这个系统可以将输入的数字图像分为已知的几个不同的类别。
为了确保系统的可靠性，我们决定使用表决冗余计算方法。
首先，我们需要确定系统的可靠性指标。
在这个例子中，我们可以使用精确度或准确度作为系统的可靠性指标。
精确度是指系统正确分类的图像数目与系统总分类的图像数目之比。
接下来，我们需要确定系统中独立决策者的数量。
在这个例子中，我们假设系统由三个独立的分类器组成。
接下来，我们需要收集分类系统的测试数据集。
测试数据集应该包含已知类别的数字图像。
我们可以使用已有的标注数据集，例如MNIST手写数字图像数据集。
我们可以将这个数据集随机划分为训练集和测试集，用来训练和测试我们的分类系统。
然后，我们使用训练集来训练三个独立的分类器。
可以使用各种机器学习算法，例如支持向量机（SVM）、决策树或神经网络等。
在训练过程中，我们可以使用交叉验证来选择最佳的模型参数。
训练完成后，我们可以用测试集来评估每个分类器的性能，并计算其精确度。
接下来，我们利用测试数据集进行分类。
将测试数据集中的图像逐个输入到三个分类器中，并记录每个分类器的分类结果。
然后，对三个分类器的分类结果进行投票，并根据多数结果确定图像的最终类别。
例如，如果三个分类器中有两个将图像分类为"1"，而一个将图像分类为"2"，我们将最终将图像分类为"1"。
最后，我们可以使用投票的结果来计算系统的可靠性。
首先，我们需要计算每个分类器的准确度。
然后，我们可以计算投票系统的准确度，即根据投票结果与真实类别比较计算得到的正确分类的图像数目与系统总分类的图像数目之比。
多种结构可靠度计算方法的快速实现
多种结构可靠度计算方法的快速实现徐 港1,3 王 青2 王永明3(1.华中科技大学土木与力学学院,武汉430074;2.广西大学土木建筑工程学院,南宁530004;3.三峡大学土木水电学院,宜昌440332)[摘 要] 本文在总结多种结构可靠度计算方法的基础上,提出了应用Matlab 快速实现这些算法的设想,并对常用的一次二阶矩法、蒙特卡罗法以实例的形式介绍了计算过程。
[关键词] 结构可靠度;一次二阶矩法;Matlab ;蒙特卡罗法[中图分类号] T U31112 [文献标识码] A [文章编号] 10012523X (2004)0620007203FAST REALIZATION OF SEVERAL CALCU LATION METH ODS OFSTRUCTURAL RE LIABI LITYXu G ang Qing Wang Y ong 2ming[Abstract ] Summing up several calculation method of structural reliability ,the thesis presents the assumption that we can realize itfleetly on Matlab ,and the fast realization of s ome usually method such as first 2order second 2m oment method and M onte Carlo method.[K eyw ords ] S tructural reliability ;First 2order second 2m oment method ;Matlab ;M onte Carlo method 收稿日期:2004-02-28作者简介:徐 港(19742),男,内蒙古包头市人,毕业于武汉水利电力大学,现为华中科技大学在读硕士生。
结构可靠度分析方法及相关理论研究共3篇
结构可靠度分析方法及相关理论研究共3篇结构可靠度分析方法及相关理论研究1结构可靠度分析方法及相关理论研究结构可靠度分析是一种研究结构安全性的方法。
通过对结构的设计、制造及使用过程中的不确定因素进行分析，预估结构因受力和外界干扰可能发生的损坏与破坏情况，并提供优化设计方案和预防措施，保证结构在使用中的可靠性和安全性。
在实际工程应用中，结构可靠度分析方法通常采用结构可靠度指标。
结构可靠度指标是用来刻画结构系统在特定的负荷和环境作用下表现出系统设计合理度和工程品质可靠性的数学量测指标。
通常，结构可靠度指标包括失效概率、失效密度、失效率等。
目前，常用的结构可靠度方法主要有可靠性指标法、极限状态法、模拟计算法等。
其中，可靠性指标法是一种适用于线性系统的可靠度计算方法，适用于结构状态由结构内部构件承载能力和外载荷两种因素共同决定的结构，如桥梁、塔架、钢结构、混凝土结构等。
极限状态法是一种经典的可靠度分析方法，通常被应用于非线性系统中，可以分析结构的弹塑性变形和失效过程，如地基、土石质结构、板壳结构等。
模拟计算法它包括Monte Carlo方法、等概率线性化方法等，可以通过统计学方法得到结构状态的概率分布函数或随机变量的方差和协方差，用以评估结构可靠度，如多学科优化设计等。
结构可靠度分析的研究与应用离不开相关理论。
常见的理论有概率论、随机过程理论、可靠性理论、风险评估理论等。
概率论是可靠度分析的基础理论，它研究随机现象的概率规律，将随机现象转化为数学模型，通过统计分析，得到可靠性指标和其概率分布。
随机过程理论主要研究时间和空间等随机变量，分析无规律时间和空间的演变规律，用以描述结构的可靠性问题，如振动系统的可靠性分析等。
可靠性理论包括结构可靠性基本理论、可靠度计算方法、灾害风险评估等，其中最常用的是可靠性基本理论，它提供了基本的可靠性指标和分析方法。
风险评估理论包括风险分析、风险管理等，它是对结构系统可靠性和安全性的量化评估方法。
水工结构设计的可靠度计算分析论文
水工结构设计的可靠度计算分析论文水工结构设计的可靠度计算分析论文结构可靠性是研究结构在各种随机因素作用下的安全问题。
应用可靠性理论可以解决结构的强度、刚度、稳定性等问题。
该理论以概率论、数理统计方法和随机过程理论为基础，从系统角度出发，将结构系统的设计、分析、评价、检测和维护融为一体[1]. 随着计算机技术的发展，结构可靠度已从科学理论研究发展到了广泛应用阶段[2-3], 目前它已在水利、航空、机械、土建等领域得到应用。
在进行水工结构的设计时，过去多采用单一安全系数等方法，具有简单、明了、概念明确的优点，在工程实际应用中也已积累了丰富的经验，实践证明这一方法是基本可行的。
可是，这种设计方法实际上是用定数模型来处理不确定性问题，本身在理论上存在着不足，这也就使得该方法不能较好地评价水工结构或边坡结构的稳定程度、真实的安全状态[4].水利工程中的坝体结构可靠或不可靠是受各种外界及自身内部随机因素影响的。
结构绝对可靠是不可能的，只能说其失效概率极小。
为了使结构设计更为可靠，国家先后颁布了《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》（GB 50199-94），及《水工混凝土结构设计规范》（SL/T 191-96）等规范，以期打破过去水利水电技术标准采用传统的单一安全系数的做法，将可靠性理论得以推广[5-6]. 其后，发布了《水工混凝土结构设计规范》（SL 191-2008）、《水利水电工程结构可靠性设计统一标准》（GB 50199-2013）等规范性文件，对旧的设计规范进行替换，可靠度理论在水利设计中逐渐趋于方便与快捷。
同时，周新刚、Guo L、赵国藩等学者结合有限体积法（FVM）、蒙特卡罗等方法对结构耐久可靠度进行了模拟研究以及阐述了国外结构可靠性的研究进展[7-9], 但是在研究过程中，多集中于某项实验分析，与目前国内采用的设计规范对比性不足，因此本文结合我国现行规范对水工结构设计中的可靠度方法展开研究。
可靠度计算方法浅谈
可靠度计算方法浅谈粱利端(平顶山工学院数理系李玲玲河南平顶山4670“){§嚣疆应用科学[摘要】可靠性理论已发展成为一门集综合性与边缘性为～体的学科，它涉及到基础科学、技术科学和管理科学等领域。
可靠性数学是可靠性的基础理论之一。
已发展成为涉及应用概率、应用数理统计和运筹学的一个边缘分支学科，而可靠度则是度量产品质量的主要指标。
并在实践中得到了广泛的应用。
【关键词]结构可靠度一次二阶矩法蒙特卡罗法响应面法中围分类号：024文献标识码：^文章编号：167卜一7597(2008)0720113—01可靠性是描述系统长期稳定正常运行能力的一个通用概念，也是产品质量在规定的时间方面的特征表示。
结构的安全性、适用性和耐久性这三者总称为结构的可靠度是可靠性的数量描述，也是产品、结构或系统在规定的时间内，在规定的条件下具备预定功能的概率。
一、肇构可靠度的常用计算方法(一)一次二阶矩法。
一次二阶矩法是近似计算可靠度指标最简单的方法，只需考虑随机变量的一阶矩(均值)和二阶矩(标准差)和功能函数泰勒级数展开式的常数项和一次项，并以随机变量相对独立为前提，在笛卡尔空间内建立求解可靠指标的公式．因其计算简便，大多情况下计算精度又能满足工程要求，已被工程界广泛接受。
基于一次二阶矩的分析方法主要有以下四种：1．中心点法．中心点法是结构可靠度研究初期提出的一种方法。
其基本思想是首先将非线性功能函数在随机变量的平均值(中心点)处进行泰勒展开并保留至一次项，然后近似计算功能函数的平均值和标准差，进而求得可靠度指标，该法的最大优点是计算简便，不需进行过多的数值计算，但也存在明显的缺陷，即不能考虑随机变量的分布概型。
2．验算点法(J c)。
验算点法，即R ac hi t z和F i es sl e r提出后经H a sof e和L i nd改进被国际结构安全度联合委员会Jc ss所推荐的J c法。
是针对中心点法的弱点，提出的改进方法其特点是当功能函数z为非线性时，不以通过中心点的超切平面作为线性近似，而以通过z：o上的某一点处的超切平面作为线性近似．3．映射变换法。
计算机网络中遗传算法的可靠度优化计算应用研究论文[优秀范文5篇]
![计算机网络中遗传算法的可靠度优化计算应用研究论文[优秀范文5篇]](https://img.taocdn.com/s3/m/64b99b70814d2b160b4e767f5acfa1c7aa008291.png)
计算机网络中遗传算法的可靠度优化计算应用研究论文[优秀范文5篇]第一篇：计算机网络中遗传算法的可靠度优化计算应用研究论文摘要：第三次科技革命以后，计算机技术发展迅速，在人们的生活中，运用越来越广泛，为满足人们日益增长的需求，要求计算机技术的研究不断创新，不断完善。
为保证计算机网络的可靠性及不断优化计算机的性能，就需要不断探索在节约和降低网络结点链接路的成本的同时，保证计算机网络传输系统的可靠性。
为实现这个目标，在计算机网络可靠度优化计算的时候，要把网络可靠度优化的数学模型，计算机网络路介质成本等因素，综合在一起进行考虑。
关键词：计算机技术;遗传算法;仿真;可靠度相关概念阐述1.1 遗传算法作为近年来，刚刚被提出来的新型算法——遗传算法。
这种机理与生物的遗传性或是自然选择性有密切联系，其主要含义是根据生物的进化与细胞遗传理论进行模拟。
从而根据种群之间的必然性与联系性来宣召线索，根据不同种群的特点与特殊意义，挑选其主要优点作为全程搜索对象，这种方法便于操作，且搜索资源过程中能够很好地把握种群划分的全局性和层次性，从而对种群优势进行分析，能够对复杂问题进行清晰梳理。
关于遗传算法的具体应用，首先是对遗传相关方案进行编码化处理，将遗传种群以编码序列的方式进行排列组合，再将编码序列中各个独立元素当作是一个独立的遗传基因。
关于遗传算法的具体应用，首先是对遗传相关方案进行编码化处理，将遗传种群以编码序列的方式进行排列组合，再将编码序列中各个独立元素当作一个独立的遗传基因。
交叉运算并且重复进行迭代运算。
直到运算结果符合标准。
在遗传算法的计算过程中，寻找到客户的满意度进行综合，根据这个综合满意度，设置出综合满意函数，形成最高的主干网设计，从而得到最优化结果。
1.2 计算机网络可靠度优化计算机网络具有抗破坏性，生存性，连通性。
计算机网络由于具有的特性，可以很好的适应多种模式，保证网络元件工作的有效性，因此它的体系不断得到完善和健全，也因此被专家学者认为这个是网络可靠性的测度。
论文中的统计分析方法与结果的可靠性评估与验证
论文中的统计分析方法与结果的可靠性评估与验证统计分析方法在科学研究和学术论文中起着重要的作用，它们不仅可以帮助我们理解数据，并得出结论，还可以验证研究假设。
然而，为了确保统计分析的可靠性，评估和验证方法至关重要。
本文将讨论如何评估统计分析方法的可靠性，并验证其结果。
1.统计分析方法的可靠性评估在开始论文研究之前，我们首先要评估我们选择的统计分析方法的可靠性。
以下是一些常用的评估方法：1.1 内部一致性内部一致性是指统计方法在样本内部的结果是否一致。
我们可以使用一些统计指标，如Cronbach's alpha或Kuder-Richardson公式20（KR-20）来评估。
这些指标可以衡量测量工具或问卷的一致性，确保我们所使用的数据是可靠的。
1.2 测试-再测试可靠性测试-再测试可靠性是指采用相同的测量工具在两个不同时间点对同一样本进行两次测量，并比较两次测量结果的一致性。
我们可以使用一些统计指标，如相关系数（如皮尔逊相关系数）来评估测试-再测试可靠性。
这个方法可以确保我们对统计分析方法的使用是稳定的。
1.3 内嵌可靠性内嵌可靠性是指统计方法在同一样本中的不同项目或子尺度之间的一致性。
我们可以使用一些统计指标，如方差分析（ANOVA）或内部一致性系数（如Cronbach's alpha）来评估内嵌可靠性。
这个方法可以确保样本中的不同项目或子尺度在统计分析中是可靠的。
1.4 因素分析因素分析是一种用于评估观测变量之间关系的统计方法。
它可以帮助我们确定共同的因素，并评估观测变量之间的相关性。
通过因素分析，我们可以确保所使用的统计分析方法是可靠的。
2.统计分析结果的可靠性验证在完成统计分析之后，我们需要验证结果的可靠性。
以下是一些常用的验证方法：2.1 重复性研究重复性研究是指使用相同的研究设计和方法来重新进行研究，并比较新的结果与原始结果的一致性。
通过重复性研究，我们可以验证统计分析结果的可靠性。
可靠度计算方法
一次二阶矩法当基本状态变量Xi(i=1,2, ••；n)的概率密度未知，或者在概率密度函数复杂不 易求其分布参数的积分时，可利用泰勒级数展开后忽略二次以上的项，只考虑它 们的一阶原 点矩和 二阶中心 矩这两个特征参 数，近 似地计算 状态函数的均值 和方 差，求得可靠指标和破坏概率，故称作一次二阶矩法(First order seco nd mome nt method)，包括中心点法和验 算点法。
中心点法中心点法［56］是早期结构可靠度研究所提出的分析方法，只考虑随机变量的平 均值和标准差，作为一种简单的计算方法，对于结构功能函数为的可靠度问题，可靠度指标为当随机变 量R 和S 服从正态分 布时，式可变为住 »R 一讥上式表示的是两个随机变量的情形，对于多个随机变量的一般形式的结构功 能函数Z =g x (X ! ,X 2, ,X n )其中：X 1,X 2, “;X n 为结构中的n 个相互独立的随 机变量，其平均值为 眾』X 2,X 「 标准差为61,62,…，二X n 。
将功能函数 在随机变量的平 均值处 展开泰勒 级数展 开，取一次项近似Z 、Z L 二 g X (「i 』2,…• 7 ^^(X i 「二xj i£ cX i函数的均值和方差分别为由中心点法 的可靠度指标的 定义，从而有氏 A Z g X (匕1，比2,…’i n )P = 从式和的推 导可以看出，中 心点法 使用了结 构功能函数的的一次泰勒级数展 开式和随机变量的的前两阶矩(均值和方差)，故称为一次二阶矩方法，早期也称J Z 」Z 二EZ 二g x 宀；S ；n )上 .2匚 Z ；「Z L=E(Z L _ "Z n )2八 i ± x (") ° X i ：=X i i'2C X i£g x (4) ＜欣iJ Z为二阶矩模式。
中心点法的优点是显而易见的，即计算简便，不需要进行迭代求 解。
可靠性分析结课论文(影响工程可靠性的因素和解决方法)
影响工程结构可靠性的因素和解决方法工程结构是由钢、木、砖石、混凝土及钢筋混凝土等建造的各种建筑物和构筑物。
工程结构在相当长的使用期内, 需要安全可靠地承受设备、人群、车辆等使用荷载,经受风、雪、冰、雨、日照或波浪、水流、土压力、地震等环境的作用。
它们安全可靠与否,不但影响工农业生产,而且还常常关系到人身安危，特别是一些重要的纪念性建筑物, 作为一个时代的文化的象征, 将留传后世,对安全可靠、适用、美观、耐久等方面,有更高的要求。
一、工程结构可靠性概念1.1、结构可靠性的概念可靠性分析依概率论及数理统计为基础,考虑工程变量的随机性,能定量地计算结构在规定的时间内,规定的条件下完成预定功能的能力。
1.2、工程结构可靠性分析的基本内容人类对工程结构的最基本要求是安全与适用。
为保证此要求的实现,结构在规定的设计使用年限内应满足下列功能要求:①在正常施工和正常使用时, 能承受可能出现的各种作用；②在正常使用时具有良好的工作性能；③在正常维护下具有足够的耐久性能；④在设计规定的偶然事件发生时及发生后,仍能保持必需的整体稳定性。
在上述各项要求中,第①、④两项, 关系到人身安全,结构具有的这种性质一般用结构的安全性来描述。
第②项关系到结构的适用性,第③项则关系到结构的耐久性。
由此可见工程结构的安全性、适用性、耐久性构成了工程结构可靠性的基本内容。
1.3、工程结构可靠度按照《建筑结构可靠度设计统一标准》( GB50068 - 2001)的定义,结构可靠度为结构在规定的时间内和规定的条件下完成预定功能的概率。
对于一般结构规定时间通常取为50年,规定条件则指正常设计、施工及使用。
很显然,可靠度是从概率的角度对可靠性的定量描述。
对每一种极限状态都可用结构的功能函数来描述。
结构可靠性通常受各种荷载、材料性能、几何参数、计算公式精确性等因素的影响。
这些因素一般具有随机性,称为基本变量。
每个基本变量都服从某一种分布函数,分布函数须通过大量统计数据资料加以验证。
推荐大型复杂结构体系可靠度分析的新方法
，这种方法可称为极限荷载法，只寻找结构极限荷载，避免了寻找结
构失效模式的困难，简化了计算结构失效概率工作，可以考虑结构几何非线性，突破了 失效模式法的局限性，为大型复杂结构体系可靠度分析开拓了新途径。本文主要介绍大 型复杂结构体系可靠度分析的新方法，重点介绍作者的新成果。 1 大型复杂结构体系可靠度分析的新方法 1998 年， 作者证明了结构体系塑性极限荷载对应的结构体系失效模式与结构体 系最小可靠指标对应的结构体系失效模式相同 。因此，可以利用结构塑性极限荷 载法分析结构体系可靠度。 1.1 计算原理 如果已知结构体系的塑性极限荷载，则可建立结构体系的极限状态方程： R 为结构单元的抗力， 为塑性极限荷载系数。 （3）利用式（1）建立结构体系的极限状态方程。 （4）利用极限状态方程求结构体系可靠指标。见式（3）
（2）
mPu mP
2 2 p P
u
（3）
式中 β为结构体系可靠度指标， m 及 分别为结构体系外荷载 P 的均值及均方 差， mu 及 u 分别为结构塑性极限荷载 u 的均值及均方差，即
2013. 2008. ［21］李秀梅， 高层框架分析的新方法研究， 广西大学博士学位论文 （导师秦荣） ， ［22］王晓峰，框架结构动力稳定性分析的新方法研究，广西大学博士学位论文（导师 秦荣） ，2012. ［23］刘建秀， 结构弹塑性分析及极限分析的样条函数方法， 广西大学硕士学位论文 （导 师秦荣） ，1988. 1993. ［24］张悦， 结构安定性分析的新方法研究， 广西大学硕士学位论文 （导师秦荣） ， ［25］广西大学计算力学与结构仿真分析研究析的新方法，广西大学硕士研究生讲义，1990；广西力学学 会学术报告。
e （4）利用 QR 法及 E2 对结构进行第二次弹性分析，按几何非线性分析方法，求出
06－多失效模式体系可靠度计算方法
6 多失效模式结构体系可靠度分析在上章中介绍了单一失效模式的结构构件的各种可靠度分析方法。
但一般情况下，任何一种结构都是由不同单元或构件组成的体系。
因此，结构失效模式不止一个，而是多个，即使是一个构件也是如此。
如对于钢筋混凝土受弯构件，在外荷载作用下，可能发生弯曲破坏，也可能发生剪切破坏，如有扭矩作用还可能发生扭剪破坏。
对于静定结构，每一构件的破坏都会导致结构整体失效。
所以结构失效模式的数目等于或多于构件的数目；而对于超静定结构，一个构件的失效不一定会立即导致整个结构失稳，而是使得结构发生内力重分布。
不断的内力重分布，使结构的状态不断发生变化，当结构达到某一特定状态时（如形成机构），整个结构才失效。
从结构开始发生内力重新分布，到整个结构失效的路径称为失效路径。
由于结构抗力和荷载的随机性，结构的失效路径也是不确定的，这种不确定的失效路径导致结构出现多个失效模式。
在这种情况下，多失效模式结构可靠度的计算方法是一个需要研究的问题。
以往多将多失效模式的结构可靠度分析问题归结为结构体系可靠度问题，这是不全面的。
尽管结构体系的可靠度分析研究涉及多构件、多失效模式问题，但是实际上结构体系的可靠度分析极为复杂，尤其岩土工程问题，不仅涉及多构件体系失效模式，而且还涉及连续体稳定和失效问题。
这不仅涉及多种失效模式的失效路径，而且常面临着失效模式的确定和功能函数的建立。
为此，本章将介绍多失效模式的结构体系可靠度问题，对于复杂的多失效模式的可靠度分析将在下章探讨[1-10]。
6.1 结构体系概念与特点6.1.1 结构体系可靠度概念[11]具有多于一个相关失效模式的结构或构件的可靠度，或多于一个相关结构构件的结构体系的可靠度称为体系可靠度。
考虑一简支梁结构，讨论此梁在弯矩max M 与剪力max Q 同时作用下的整体承载能力的可靠度。
因其即可能发生弯曲失效，又可能发生剪切失效，故此梁为具有多个相关失效模式的结构构件，其承载能力可靠度属体系可靠度。
关于可靠度分析的若干方法
关于可靠度分析的若干方法1.一次二阶矩法 （1）中心点法中心点法的基本思路就是将非线性功能函数在其随机变量均值(中心点)处Taylor 级数展开并取至一阶项，然后近似计算功能函数的平均值和标准差，而结构可靠度可用功能函数的均值和标准差来表示。
假设n x x x ,...,,21为结构中互不相关的n 个基本随机变量，其均值为),...,2,1(n i ix =μ标准差为),...,2,1(n i i x =σ，将功能函数Z=G(n x x x ,...,,21)在均值处Taylor 级数展开并取至一阶项：)(),...,,(121i n x i ni i x x x x x G G Z μμμμμ-⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+=∑= 由此可计算出功能函数的均值和标准差为：),...,,(21nx x x Z G μμμμ=∑=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=ni x i Z i x G 122σσμ从而结构的可靠度可表示为：∑=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂==ni x i x x x Z Z inx G G 122),...,,(21σμμμσμβμ由以上论述可知，中心点法的最大的优势在于计算简便，不需要进行过多的数值计算，但其缺陷也是非常明显的：①不考虑随机变量的分布类型；②将非线性功能函数在基本随机变量均值处展开不合理，这是因为均值不一定在结构的极限状态面上，因此展开后的功能函数可能会较大地偏离原来的极限状态面；③对有相同力学含义但数学表达式不同的极限状态方程，求得的结构可靠指标值不同。
（2）验算点法（JC 法）验算点法的特点是能够考虑非正态的随机变量，在计算工作量增加不多的条件下，可对可靠指标β进行精度较高的计算。
对于极限状态方程中包含非正态分布的随机变量的情形，在进行其可靠度分析时，一般要把非正态随机变量当量化为正态随机变量。
当量正态化方法即为JC 法。
它的基本思想就是：①在设计验算点*x 处，当量正态随机变量*X (其均值*IX μ ,标准差为*IX σ)的分布函数值*I X F 与原随机变量(其均值*i x μ ，标准差为*I x σ)的分布函数值*I x F 相等；②在设计验算点*x 处，当量正态随机变量*X (其均值*IX μ ,标准差为*IX σ)的概率密度函数值*IX f 与原随机变量(其均值*ix μ ，标准差为*Ix σ)的概率密度函数值*Ix f 相等。
可靠性高精度通用计算方法研究及应用
单位代码： 10359 学号：**********密 级： 公开 分类号： TB114.3Hefei University of Technology硕士学位论文 MASTER’S DISSERTATION（学术硕士）论文题目：可靠性高精度通用计算方法研究及应用学科专业：机械设计及理论作者姓名：张海猛导师姓名：董玉革教授完成时间：2018年3月合 肥 工 业 大 学 学历硕士学位论文可靠性高精度通用计算方法研究及应用作者姓名：张海猛指导教师：董玉革教授学科专业：机械设计及理论研究方向：现代设计理论与技术2018 年3 月A Dissertation Submitted for the Degree of MasterResearch and Application of General Reliability Calculation Method in High PrecisionByZhang HaimengHefei University of TechnologyHefei, Anhui, P.R.ChinaMarch, 2018致 谢本论文是在导师董玉革教授的悉心指导下完成的。
在论文完成之际，回想起课题研究与论文撰写过程的点点滴滴，心中满是感激。
光阴荏苒，岁月悠悠，临别之际，近三年学习生活中的许多画面涌现在脑海中。
董老师曾经几度寒暑言传身教，数多日夜谆谆教诲，为自己在学术道路上的启航与成长，倾注了大量的心血。
在研究中遇到难题时，董老师渊博的学术水平总能帮助自己理清解决问题的思路。
对于自己处世方面的不足，董老师以其高尚的人格魅力，也总是给予极大的宽容和孜孜的教导。
此外，董老师严谨求实的理念，追求创新的精神等，都深深地影响着自己。
跟随董老师学习的三年，收益良多，能够成为董老师的学生，倍感荣幸。
在此，对董老师表示最诚挚的感谢与最深切的敬意。
同时，感谢同门师兄汪东、张永杰在专业知识学习等方面给予的指教，感谢同门师弟王明慧、王璨、苏东在资料整理等方面给予的帮助。
论文中的统计分析方法与结果的可靠性验证
论文中的统计分析方法与结果的可靠性验证引言统计分析在科学研究中扮演着重要的角色，它能够帮助研究者从大量的数据中提取有意义的信息。
然而，在统计分析过程中，我们必须确保所采用的方法和结果的可靠性。
本文将探讨论文中的统计分析方法与结果的可靠性验证的重要性，并介绍一些常用的验证方法。
一、可靠性验证的重要性在论文中，统计分析结果的可靠性验证是确保研究成果真实有效的关键步骤。
以下是验证的重要性：1. 提供科学支持：通过对统计分析方法与结果进行验证，可以确保研究结论的科学性和可靠性。
这有助于提供科学支持，使其他研究者和读者能够相信并重复该研究。
2. 避免误导读者：若统计分析方法和结果不可靠，会导致研究者的错误解读。
这可能会误导读者，产生错误的结论或行动。
因此，通过可靠性验证，可以避免此类误导。
3. 防止科学欺诈：有时候，统计分析结果可能会被用于支持虚假的理论或广告宣传。
通过可靠性验证，可以揭示统计分析结果的真实性，防止科学欺诈的发生。
二、统计分析方法的可靠性验证为确保论文中的统计分析方法的可靠性，有几个方面需要注意：1. 数据收集的可靠性：确保所使用的数据收集方法具有高度的可靠性和有效性。
采集数据时需要遵循科学规范，确保数据的真实性和准确性。
2. 统计假设的设立：在进行统计分析之前，需要明确定义研究的统计假设。
这些假设应基于科学原理，并保持与研究问题的一致性。
3. 统计方法的选择：选择适当的统计方法对于结果的可靠性至关重要。
根据研究设计和问题特点，选择合适的统计方法，以确保分析结果的合理性和可靠性。
三、统计结果的可靠性验证在统计结果的可靠性验证方面，以下是一些常用的方法和技巧：1. 样本量的确定：在进行统计分析前，需要根据研究目的和问题设置合理的样本量。
较小的样本量可能会导致统计结果不可靠，而较大的样本量则可以提高结果的可靠性。
2. 置信区间的计算：计算置信区间可以提供一定的范围，用于评估结果的可靠性。
置信区间越小，结果的可靠性越高。
多种可靠度计算方法
学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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本学位论文属于1、保密囗，在年解密后适用本授权书2、不保密囗。
作者签名：年月日导师签名：年月日摘要压力容器作为一种重要设备广泛应用于工程领域，其安全性和可靠性是现在研究的重要课题。
压力容器在生产和使用过程中存在各种不确定性因素，如构件、缺陷尺寸参数的不确定性，工况载荷的随机波动，材料机械性能的随机性。
本文将这些不确定性参数当作随机变量，考虑其概率分布形式，采用应力强度-干涉模型，利用一次二阶矩法，蒙特卡洛法和随机有限元法等可靠度计算方法对容器结构进行了可靠性分析，并讨论了各随机变量对可靠度结果的灵敏度。
本文对无缺陷压力容器的安全评定采用弹性失效判据，利用四种不同的方法计算了圆筒形和球形压力容器的可靠度，分析比较了各方法的优缺点。
对于含凹坑缺陷的压力容器，文中采用基于塑性极限的塑性失效准则，其中极限荷载采用弹塑性增量法得到，通过ANSYS 软件批处理操作模拟蒙特卡洛法实现可靠性分析，并对GB/T 19624-2004《含缺陷压力容器安全评定》规范中的极限载荷安全系数进行了评估。
本文最后对 GB/T 19624-2004《含缺陷压力容器安全评定》规范中给出的含凹坑缺陷压力容器安全评定方法做出了改进，提出了基于分项安全系数的含凹坑缺陷压力容器的安全评定方法。
关键字：压力容器；可靠性；应力强度-干涉模型；分项安全系数AbstractPressure vessels as important equipments are widely used in engineering field. The research and study of their safety and reliability are the important issues now. Pressure vessels contain all kinds of uncertainty factors in the process and use of productions, such as uncertainty of the parameters in component and defect size, random fluctuation of the working loads and the randomness of the material mechanical properties. In this paper, these uncertain parameters are considered as random variables meeting specific probability distribution form. By a second-order moment method, Monte-Carlo method and random finite element method the reliability of pressure vessels is studied in the stress-strength interference model. And the sensitivity of the reliability of result to the various random variables is also discussed.In this paper, the safety evaluation of pressure vessels without defect is based on the elastic failure criterion. Four different methods are used to calculate the reliability of cylindrical and spherical pressure vessels, and the advantages and disadvantages of each method are also compared. The plastic failure criterion based on plastic limit is applied to the safety evaluation of pressure vessels containing pit defects. In this study, limit load is calculated by the elastoplastic incremental method. Simulation of Monte-Carlo method to the reliability analysis is realized by ANSYS software batch operation. According to the result, the ultimate load of the safety factor in GB/T 19624-2004 "safety assessment of pressure vessels containing defects" is also evaluated. In the end of the article, the method of safety assessment of pressure vessels containing pit defect based on the GB/T 19624-2004 "safety assessment of pressure vessels containing defects" is improved by adopting subentry safety coefficient.Key words: Pressure vessel；reliability；stress-strength interference model；subentry safety factor目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景、目的和意义 (1)1.2 国内外压力容器安全评定与可靠性研究概况 (2)1.2.1 国外压力容器安全评定及研究概况 (2)1.2.2 我国压力容器安全评定及研究概况 (3)1.2.3 可靠性研究概况 (4)1.2.4 存在的主要问题 (5)1.3 本文研究内容 (6)第2章结构可靠性概述及分析方法 (8)2.1 结构可靠性基本原理 (8)2.1.1 基本随机变量 (8)2.1.2 极限状态 (8)2.1.3 失效概率和可靠度 (9)2.1.4 可靠指标 (10)2.2 可靠度分析方法 (12)2.2.1 一次二阶矩法 (12)2.2.2 蒙特卡洛（Monte-Carlo）法 (13)2.2.3 响应面法 (14)2.3 可靠性灵敏度分析 (15)2.4 本章小结 (15)第3章无缺陷压力容器可靠性分析 (17)3.1 无缺陷压力容器失效准则 (17)3.2 压力容器弹性问题的解析解 (17)3.2.1 球形压力容器弹性问题的解析解 (17)3.2.2 圆筒形压力容器弹性问题的解析解 (18)3.3 基于一次二阶矩法的可靠性分析 (19)3.3.1 球形压力容器可靠度 (20)3.3.2 圆筒形压力容器可靠度 (21)3.4 基于蒙特卡洛法的可靠性分析 (22)3.4.1 球形压力容器可靠度 (22)3.4.2 圆筒形压力容器可靠度 (22)3.5 基于ANSYS概率分析模块的可靠性分析 (23)3.5.1ANSYS可靠度分析过程与步骤 (23)3.5.2 球形容器可靠性分析 (24)3.5.3 圆筒形压力容器可靠性分析 (32)3.6 可靠度结果的灵敏度分析 (39)3.7 本章小结 (42)第四章含缺陷压力容器安全评定与可靠性分析 (43)4.1 极限载荷分析 (44)4.1.1 极限载荷分析相关理论 (44)4.1.2 弹塑性增量法的极限载荷确定 (45)4.1.3 压力容器极限载荷 (45)4.2GB/T 19624-2004含缺陷压力容器安全评定规范 (47)4.3 含椭球形凹坑圆筒形压力容器安全评定与可靠性分析 (50)4.3.1 问题描述 (50)4.3.3 结果计算及安全评估 (51)4.4 含方形凹坑球形压力容器安全评定与可靠性分析 (55)4.4.1 问题描述 (55)4.4.2 结果计算及安全评估 (56)4.5 分安全系数法在凹坑缺陷压力容器安全评定中的应用研究 (60)4.5.1 分安全系数法 (61)4.5.2 分安全系数法引入GB/T 19624-2004凹坑缺陷压力容器安全评定 (62)4.5.3 算例 (64)4.6 本章小结 (67)第5章总结与展望 (68)5.1 总结 (68)5.2 展望 (69)参考文献 (70)致谢 (73)第1章绪论1.1 研究背景、目的和意义可靠性[1、2]是指结构在规定的条件下和指定的时间内，完成规定功能的能力。
结构可靠度论文
结构体系的可靠度研究摘要：解决结构的构件或链接的可靠性设计问题时，将构件或连接内的荷载效应及其抗力作为随机变量，通过概率分析，对其可靠性做出定量的描述，所给出的失效概率Pf或可靠指标β也只是对结构内的构件而言或连接而言的。
但研究由包括构件和连接在内的诸元件组成的结构体系的可靠性，与其元件相比是提高还是降低的问题，具有实际意义。
关键词：系统可靠性失效概率串联系统体系The researc h of large span prestre ssed concret e transfe r beam structu reYUAN Y ong-dao(College of Resourc e and Envirom ent technol egy，Hubei Univers ity for Nationa lities,enshi445000,china)[Abstrac t]: Force the concept ion, structu ral style, charact eristi c and develop ment surveyand so on of the beam transfe r floor structu re, and focus on the analyse of stresscharact eristi c of prestre ssed concret e transfe r beam structu re at large, and recomme nd the designof project. Accordi ng to the analyse and sum-up of above-mention ed project s, the authorbring forward correla tive adviseof project design,which can boost up subjectstudy’sguiding to the similar work.[keyword s]: large span prestre ssed concret e transfe r beam structu re；prestre ss；couplin g；curve ；transfe r beam；flexura l behavio r1.系统可靠性模型的相关概念根据不同的结构特性来区别结构的系统：1.1元件的失效性质构成整个结构的诸元件，由于其材料和受力性质的不同，可以分为脆性的和延性的两类元件。
结构设计的几种可靠度计算方法对比
结构设计的几种可靠度计算方法对比
刘连杰;张劲松;贺渝
【期刊名称】《重庆建筑》
【年(卷),期】2015(000)008
【摘要】该文介绍了结构设计中五种常用的可靠度计算方法：Monte Carlo法、重要抽样法、JC法、响应面法以及一次渐进法的基本计算原理，从变量类型、非线性程度和统计参数三个方面着手，利用Matlab程序语言对比了各种算法的性能及适用范围。
【总页数】5页(P49-53)
【作者】刘连杰;张劲松;贺渝
【作者单位】重庆市建筑科学研究院，重庆 401147;中国建筑科学研究院，北京100013;重庆市渝北区建设工程质量监督站，重庆 401120
【正文语种】中文
【中图分类】TU318
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学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本学位论文属于1、保密囗，在年解密后适用本授权书2、不保密囗。
作者签名：年月日导师签名：年月日摘要压力容器作为一种重要设备广泛应用于工程领域，其安全性和可靠性是现在研究的重要课题。
压力容器在生产和使用过程中存在各种不确定性因素，如构件、缺陷尺寸参数的不确定性，工况载荷的随机波动，材料机械性能的随机性。
本文将这些不确定性参数当作随机变量，考虑其概率分布形式，采用应力强度-干涉模型，利用一次二阶矩法，蒙特卡洛法和随机有限元法等可靠度计算方法对容器结构进行了可靠性分析，并讨论了各随机变量对可靠度结果的灵敏度。
本文对无缺陷压力容器的安全评定采用弹性失效判据，利用四种不同的方法计算了圆筒形和球形压力容器的可靠度，分析比较了各方法的优缺点。
对于含凹坑缺陷的压力容器，文中采用基于塑性极限的塑性失效准则，其中极限荷载采用弹塑性增量法得到，通过ANSYS 软件批处理操作模拟蒙特卡洛法实现可靠性分析，并对GB/T 19624-2004《含缺陷压力容器安全评定》规范中的极限载荷安全系数进行了评估。
本文最后对 GB/T 19624-2004《含缺陷压力容器安全评定》规范中给出的含凹坑缺陷压力容器安全评定方法做出了改进，提出了基于分项安全系数的含凹坑缺陷压力容器的安全评定方法。
关键字：压力容器；可靠性；应力强度-干涉模型；分项安全系数AbstractPressure vessels as important equipments are widely used in engineering field. The research and study of their safety and reliability are the important issues now. Pressure vessels contain all kinds of uncertainty factors in the process and use of productions, such as uncertainty of the parameters in component and defect size, random fluctuation of the working loads and the randomness of the material mechanical properties. In this paper, these uncertain parameters are considered as random variables meeting specific probability distribution form. By a second-order moment method, Monte-Carlo method and random finite element method the reliability of pressure vessels is studied in the stress-strength interference model. And the sensitivity of the reliability of result to the various random variables is also discussed.In this paper, the safety evaluation of pressure vessels without defect is based on the elastic failure criterion. Four different methods are used to calculate the reliability of cylindrical and spherical pressure vessels, and the advantages and disadvantages of each method are also compared. The plastic failure criterion based on plastic limit is applied to the safety evaluation of pressure vessels containing pit defects. In this study, limit load is calculated by the elastoplastic incremental method. Simulation of Monte-Carlo method to the reliability analysis is realized by ANSYS software batch operation. According to the result, the ultimate load of the safety factor in GB/T 19624-2004 "safety assessment of pressure vessels containing defects" is also evaluated. In the end of the article, the method of safety assessment of pressure vessels containing pit defect based on the GB/T 19624-2004 "safety assessment of pressure vessels containing defects" is improved by adopting subentry safety coefficient.Key words: Pressure vessel；reliability；stress-strength interference model；subentry safety factor目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景、目的和意义 (1)1.2 国内外压力容器安全评定与可靠性研究概况 (2)1.2.1 国外压力容器安全评定及研究概况 (2)1.2.2 我国压力容器安全评定及研究概况 (3)1.2.3 可靠性研究概况 (4)1.2.4 存在的主要问题 (5)1.3 本文研究内容 (6)第2章结构可靠性概述及分析方法 (8)2.1 结构可靠性基本原理 (8)2.1.1 基本随机变量 (8)2.1.2 极限状态 (8)2.1.3 失效概率和可靠度 (9)2.1.4 可靠指标 (10)2.2 可靠度分析方法 (12)2.2.1 一次二阶矩法 (12)2.2.2 蒙特卡洛（Monte-Carlo）法 (13)2.2.3 响应面法 (14)2.3 可靠性灵敏度分析 (15)2.4 本章小结 (16)第3章无缺陷压力容器可靠性分析 (17)3.1 无缺陷压力容器失效准则 (17)3.2 压力容器弹性问题的解析解 (17)3.2.1 球形压力容器弹性问题的解析解 (17)3.2.2 圆筒形压力容器弹性问题的解析解 (18)3.3 基于一次二阶矩法的可靠性分析 (20)3.3.1 球形压力容器可靠度 (20)3.3.2 圆筒形压力容器可靠度 (21)3.4 基于蒙特卡洛法的可靠性分析 (22)3.4.1 球形压力容器可靠度 (22)3.4.2 圆筒形压力容器可靠度 (23)3.5 基于ANSYS概率分析模块的可靠性分析 (23)3.5.1ANSYS可靠度分析过程与步骤 (23)3.5.2 球形容器可靠性分析 (24)3.5.3 圆筒形压力容器可靠性分析 (32)3.6 可靠度结果的灵敏度分析 (40)3.7 本章小结 (43)第四章含缺陷压力容器安全评定与可靠性分析 (44)4.1 极限载荷分析 (45)4.1.1 极限载荷分析相关理论 (45)4.1.2 弹塑性增量法的极限载荷确定 (46)4.1.3 压力容器极限载荷 (46)4.2GB/T 19624-2004含缺陷压力容器安全评定规范 (49)4.3 含椭球形凹坑圆筒形压力容器安全评定与可靠性分析 (51)4.3.1 问题描述 (51)4.3.3 结果计算及安全评估 (52)4.4 含方形凹坑球形压力容器安全评定与可靠性分析 (56)4.4.1 问题描述 (57)4.4.2 结果计算及安全评估 (57)4.5 分安全系数法在凹坑缺陷压力容器安全评定中的应用研究 (61)4.5.1 分安全系数法 (62)4.5.2 分安全系数法引入GB/T 19624-2004凹坑缺陷压力容器安全评定634.5.3 算例 (65)4.6 本章小结 (68)第5章总结与展望 (69)5.1 总结 (69)5.2 展望 (70)参考文献 (71)致谢 (74)第1章绪论1.1 研究背景、目的和意义可靠性[1、2]是指结构在规定的条件下和指定的时间内，完成规定功能的能力。
它是结构的一种动态质量指标，贯穿于结构的设计、制造、试验、使用及维护等整个生命周期过程中，特别是对于过程设备来说，其可靠性直接与生产安全密切相关。
随着现代工业技术的迅速发展，压力容器已广泛应用于电力、石油化工、能源企业、冶金、机械和医药等行业部门，伴随着其广泛的应用，压力容器向着大型化、复杂化和严工况的方向发展，越来越多的功率强大、结构复杂的压力容器投入运行。
作为一类重要的工程结构，压力容器的两个根本问题是，安全可靠性和经济性，可靠性评定则直接关联着安全和经济两个方面[3]，尤其是现代工程的发展，认为即使采用很大的安全系数而缺乏可靠性评定也不能为现代工业所接受。
在用的压力容器中许多都含有缺陷，原则上含有缺陷的结构不允许使用，但是实际上有些缺陷不妨碍结构的正常使用，有些则可能引发事故。
压力容器是各工业行业均涉及的通用性特种设备，在承压状态下工作，且介质多为高温或易燃易爆，一旦发生事故，将会对人们的生命和财产造成不可估量的损失。