Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phương Pháp Bề Mặt Phản Ứng Cải Tiến Cho Phân Tích Độ Tin Cậy Thời Gian Biến Đổi Của Các Cấu Trúc Ngẫu Nhiên Phi Tuyến Dưới Ảnh Hưởng Cảm Ứng Không Định Hình
Tóm tắt
Vấn đề phân tích độ tin cậy thời gian biến đổi của các cấu trúc dao động tuyến tính/phi tuyến dưới tác động ngẫu nhiên được nghiên cứu. Các kích thích được coi là các quá trình Gaussian không định hình. Các đặc tính của cấu trúc được mô hình hóa dưới dạng biến ngẫu nhiên không phải Gaussian. Do đó, đáp ứng của cấu trúc trở thành các quá trình không phải Gaussian, có phân phối mà nói chung không có sẵn ở dạng công thức rõ ràng. Trạng thái giới hạn được xây dựng dựa trên phân phối giá trị cực đại của quá trình ngẫu nhiên đáp ứng. Việc phát triển các phân phối giá trị cực đại này về mặt phân tích không dễ dàng, điều này làm cho việc ước tính xác suất hỏng trở nên khó khăn. Một quy trình thay thế, dựa trên phương pháp bề mặt phản ứng cải tiến vừa được phát triển, được sử dụng để tính toán xác suất vượt quá. Quy trình này bao gồm việc xây dựng một bề mặt phản ứng toàn cầu, ước lượng bề mặt giới hạn trong các vùng có đóng góp đáng kể vào xác suất hỏng. Các mô phỏng Monte Carlo tiếp theo trên bề mặt phản ứng đã khớp yield được ước tính xác suất hỏng. Phương pháp được tích hợp với phần mềm phần tử hữu hạn chuyên nghiệp, cho phép phân tích độ tin cậy của các cấu trúc lớn với các phức tạp bao gồm hành vi phi tuyến vật liệu và hình học. Ba ví dụ số được trình bày để minh họa phương pháp này.
Từ khóa
#Phân tích độ tin cậy #biến ngẫu nhiên #cấu trúc phi tuyến #kích thích không định hình #phương pháp bề mặt phản ứng.Tài liệu tham khảo
Galambos, J., The Asymptotic Theory of Extreme Order Statistics,Wiley, New York, 1978.
Castillo, E., Extreme Value Theory in Engineering, Academic Press, Boston, Massachusetts, 1988.
Kotz, S. and Nadarajah, S., Extreme Value Distributions, Imperial College Press, London, 2000.
Nigam, N. C., Introduction to Random Vibrations, MIT Press, Cambridge, Massachusetts, 1983.
Roberts, J. B.,'First passage probabilities for randomly excited systems: Diffusion methods', Probabilistic Engineering Mechanics1, 1986, 66–81.
Madsen, H., 'Extreme value statistics for nonlinear load combination', ASCE Journal of Engineering Mechanics 111, 1985,1121–1129.
Segalman D., Fulcher, C., Reese, G., and Field, R., 'An efficient method for calculating r.m.s. Von Mises stress in a random vibration environment', Journal of Sound and Vibration 230, 2000, 393–410.
Segalman, D., Reese, R., Field, C., and Fulcher, C., 'Estimating the probability distribution of Von Mises stress for structures undergoing random excitation', ASME Journal of Vibrations and Acoustics 122, 2000, 42–48.
Reese, G., Field, R., and Segalman, D., 'A tutorial on design analysis using Von Mises stress in random vibration environments', The Shock and Vibration Digest 32(6), 2000, 466–474.
Breitung, K. and Rackwitz, R.,'Nonlinear combination of load processes', Journal of Structural Mechanics 10, 1982, 145–166.
Pearce, H. T. and Wen, Y. K., 'On linearization points for nonlinear combination of stochastic load processes', Structural Safety2, 1985, 169–176.
Wen, Y. K., Structural Load Modeling and Combination for Performance and Safety Evaluation, Elsevier, Amsterdam, 1990.
Khuri, A. I. and Cornell, J. A., Response Surfaces: Design and Analyses, Marcel Dekker, New York, 1997.
Myers, R. H. and Montgomery, D. C., Response Surface Methodology: Process and Product Optimization Using Designed Experiments,Wiley, New York, 1995.
Wong, F. S., 'Uncertainties in dynamic soil-structure interaction', ASCE Journal of Engineering Mechanics 110, 1984, 308–324.
Wong, F. S., 'Slope stability and response surface method', ASCE Journal of Geotechnical Engineering 111, 1985, 32–53.
Faravelli, L., 'Response surface approach for reliability analysis', ASCE Journal of Engineering Mechanics 115(12), 1989, 2763–2781.
Faravelli, L., 'Structural reliability via response surface' in Proceedings of the IUTAM Symposium on Nonlinear Stochastic Mechanics,N. Bellomo and F. Casciati (eds.), Springer-Verlag, New York, 1992, pp. 213–223.
Yao, T. H.-J. and Wen, Y. K., 'Response surface method for time-variant reliability analysis', ASCE Journal of Engineering Mechanics 122, 1996, 193–201.
Bucher, C. G. and Bourgund, U., 'A fast and efficient response surface approach for structural reliability problem', Structural Safety7, 1990, 57–66.
Rajashekhar, M. R. and Ellingwood, B. R., 'A new look at the response surface approach for reliability analysis', Structural Safety 12, 1993, 205–220.
Rajashekhar, M. R. and Ellingwood, B. R., 'Reliability of reinforced concrete cylindrical shells', ASCE Journal of Structural Engineering 121(5), 1995, 336–347.
Liu, Y. W. and Moses, F.,'A sequential response surface method and its application in the reliability analysis of aircraft structural systems', Structural Safety 16, 1994, 39–46.
Kim, S.-H. and Na, S.-W., 'Response surface method using vector projected sampling points', Structural Safety 19(1), 1997, 3–19.
Brenner, C. E. and Bucher, C. G., 'A contribution to the SFE-based reliability assessment of nonlinear structures under dynamic loading', Probabilistic Engineering Mechanics 10, 1995, 265–273.
Zhao, Y. G., Ono, T., and Idota, H., 'Response uncertainty and time-variant reliability analysis for hysteretic mdf structures', Earthquake Engineering and Structural Dynamics 28, 1999, 1187–1213.
Guan, X. L. and Melchers, R. E., 'Multitangent-plane surface method for reliability calculation', ASCE Journal of Engineering Mechanics 123(10), 1997, 996–1002.
Guan, X. L. and Melchers, R. E., 'Effect of response surface parameter variation on structural reliability estimation', Structural Safety 23(4), 2001, 429–444.
Breitung, K. and Faravelli, L., 'Response surface methods and asymptotic approximations', in Mathematical Models for Structural Reliability Analysis,F. Casciati, and J. B. Roberts (eds.), Chapter 5, CRC Press, Boca Raton, Florida 1996.
Gupta, S. and Manohar, C. S., 'Development of multivariate extreme value distributions for random vibration applications', ASCE Journal of Engineering Mechanics, 2004 (submitted).
Gupta, S. and Manohar, C. S., 'An improved response surface method for the determination of failure probability and importance measures', Structural Safety 26, 2004, pp. 123–139.
Manohar, C. S. and Gupta, S.,'Seismic probabilistic safety assessment of nuclear power plant structures', Project report, funded by Board of Research in Nuclear Sciences, 2003.
Chen, W. F. and Han, D. J., Plasticity for Structural Engineers, Springer-Verlag, New York, 1988.
Chakrabarty, J., Theory of Plasticity, McGraw-Hill, Singapore, 1998.