随机结构分析的加权残值方法

随机结构分析的加权残值方法

雒卫廷[1]2003年在《随机结构分析的加权残值方法》文中认为本文基于加权残值法和矩法的特点,提出了随机结构分析的一种新方法,并从理论上给出了其统一的表述。该方法的基本思想是利用加权残值法获得问题解的近似函数表达式,在此基础上利用求解随机变量函数的矩法求得随机函数的一、二阶矩等统计数字特征。它具有加权残值法和矩法两者固有的全部优点,其原理简单、计算简便、且能够获得随机结构系统中每一参数的随机性对结构反应的影响。文中将这一方法成功地应用于随机结构的静力学分析、稳定性问题、动力特征值求解和动力响应分析之中,对随机梁、板结构编制了静力分析计算通用程序,证明了此法的正确性、有效性。此外,基于这一方法,提出了一种对边界条件随机性处理的方法,并在静力学问题分析中予以实现。通过对若干算例的结果分析,获得了许多对随机结构设计有价值的结论。

雒卫廷[2]2007年在《基于完全概率的随机结构分析与可靠性研究》文中研究指明基于完全概率信息的随机结构的随机振动分析与精确可靠性研究是结构工程领域中的前沿性课题,具有良好的应用前景和应用价值。对它的研究有着很重要的理论和实际意义,作者对此做了一些探索性的分析与研究,获得了对随机桁架结构的静力分析、动力特性分析、动力响应分析和基于此的精确可靠性研究方面的一些新理论、新模型和新方法。主要内容如下:1、本文在绪论中首先对目前国内外不确定变量分类、随机结构的研究进展以及结构可靠性问题的研究进展进行了简要综述,阐述了研究基于完全概率信息的随机结构分析与精确可靠性问题的必要性。2、对随机连续体结构,利用加权残值法,在确定了问题试函数的待定系数时,并未代入具体数值,所以得到的系数即为结构参数的函数表达式,以此代入试函数即可给出问题解的近似函数表达式,由随机向量函数分布的计算公式,通过分析函数的特征,提出了一种由随机连续结构参数及外载荷的概率密度得到结构反应量的概率密度的方法。3、对随机桁架结构,利用随机有限元方法,应用随机因子法将结构控制方程中的随机信息分离出来,而确定部分仍可用现成的有限元软件进行计算,而结构参数的随机信息与结构反应的随机量之间是用函数关系表达。提出一种由随机桁架结构参数及外载荷的概率密度得到结构反应量的概率密度的方法,从而可以获得随机结构在随机力作用下结构反应量的完全概率信息,为进一步进行精确的结构可靠度计算提供了必要的数据。4、由本文方法获得的随机结构位移和应力的概率密度,利用面积干涉理论,对上述两问题进行了精确的可靠度计算,并与一次二阶矩法的结果进行了比较。得到了一些有用和结论。5、对随机连续体结构,利用加权残值法,在确定了问题试函数的待定系数时,并未代入具体数值,所以得到的系数即为结构参数的函数表达式,以此代入试函数即可给出问题解的近似函数表达式,即结构固有频率关于结构各参数的函数关系式,由随机向量函数分布的计算公式,通过分析函数的特征,提出了一种由各随机连续结构参数的联合概率密度得到结构固有频率的概率密度的方法。6、以随机桁架结构为对象,利用随机有限元方法,应用随机因子法将结构刚度阵与质量阵中的随机信息分离出来,而确定部分仍可用现成的有限元软件进行计算,结合结构振动理论中的Rayleigh(瑞利)商公式,获得结构参数的随机信息与结构固有频率的随机量之间的函数关系表达。提出一种由随机桁架结构参数的联合概率密度得到结构各阶固有频率的概率密度的方法。从而可以获得随机结构在随机力作用下结构反应量的完全概率信息,为进一步进行精确的结构可靠度计算提供了必要的数据。对随机桁架结构还获得了各阶振型的概率密度,通过分析可知:随机结构各阶特征值的变异系数(取值的分散性)是相同的,与阶数无关;且各阶特征向量中的各个分量的随机性是完全正相关的。7、由本文方法获得的随机结构固有频率的概率密度,利用面积干涉理论,对上述两问题进行了精确的动力特性可靠性计算,并与一次二阶矩法的结果进行了比较。8、对随机桁架结构,利用随机有限元方法,应用随机因子法将结构控制方程中的随机信息分离出来,运用振型迭加法,给出随机结构动力响应稳态部分的表达式,由逐步求解的思想,提出一种由随机桁架结构参数及随机外载荷参数的联合概率密度得到结构动力响应的概率密度的方法,从而可以获得随机结构在随机力作用下结构响应的完全概率信息,为进一步进行精确的结构动力可靠度计算提供了必要的数据。9、对随机桁架结构,运用相同的思想,得到了其动力位移和速率响应的联合概率密度,结合首次超越理论得到可靠性公式,获得了随机结构精确的动力可靠度。

雒卫廷, 陈建军, 高伟, 马洪波[3]2004年在《随机结构分析的加权残值方法》文中研究指明基于矩法和加权残值法两者的特点 ,提出了随机结构分析的一种新方法。该法是将加权残值法和概率论中的矩法相结合 ,对随机结构问题进行力学分析和计算。此法简便、快捷 ,且能获得结构各个参数的随机性对结构反应的影响。通过梁和板两算例 ,证明了方法的可行性和有效性。

赵雷, 陈虬[4]1996年在《结构随机分析的Monte Carlo加权残值法》文中研究表明本文提出一种结构随机分析的Monte Carlo加权残值法。文中建立了这种方法的基本列式,并通过静力挠度、固有频率和屈曲荷载等算例,表明本文方法理论简捷,计算工程量少,精度较高,是随机结构数值分析的有效方法。

李建新[5]2006年在《塔机有限元分析求解器的开发技术》文中认为塔式起重机在使用过程中,由于其自身的结构特点,对其使用过程中运行工况进行安全监测是很有必要的。各种工况下对塔机各部位的应力应变作出准确的安全响应,并及时采取相应措施,这对保证塔机运行安全、保护塔机操作人员生命安全具有十分重要的意义。 近十年来,国外塔机研究人员对塔机安全监控系统作了大量的研究和技术改进,并且推出了性能优越、预警及时的塔机专用PLC控制和全参数智能控制与故障诊断系统,而我国在这方面的研发刚刚起步,由于控制系统可靠性差,导致塔机在使用过程中出现频发的机械、电器事故。故开发塔机同步工况安全监测预警系统成为塔机行业当务之急。 本文基于弹性力学理论、数学求解原理以及有限元杆梁结构原理,分析比较了部分有限元分析软件求解器的数据结构和编程特点,结合塔机结构特点和受力特性,编制了塔机有限元分析同步工况静力求解器程序,适用于塔机安全控制系统对塔机结构线性静力学的应力计算分析。 本文开发的塔机有限元分析同步工况静力求解器程序主要有以下特点: 1.有限元分析总体刚度矩阵的叁角分解A=LU=LDL~T是求解正定稀疏线性方程组Ax=f中计算量最大的部分。本文采用基于修正Cholesky分解的变列高一维存贮方式,在叁角分解完成后,引入松弛迭代法对有

夏永旭[6]1996年在《加权残量法在我国的最新进展》文中指出介绍由我国力学工作者近年来创造发展起来的一些新的加权残量法1).这些方法与传统的加权残量法相比,适应范围更广,使用更方便,效果更好.

罗世平[7]2006年在《双参数弹性地基上中厚板的加权残值分析法》文中研究说明随着建筑工程、大型现代化飞机场、远洋码头、集装箱堆场、重交通道路建设等领域的飞速发展,导致其领域中的基础板设计要求需与此发展相适应的问题越来越突出。常规分析中的克希霍夫经典薄板理论由于其模型假定的先天缺陷,在板的厚度较大时会出现明显的误差而不能满足工程精度要求。因此,中厚度弹性地基板的弯曲问题研究以及板与地基相互作用分析对工程实践有着越来越重要的意义。本文采用瑞斯纳中厚板理论求解弹性地基板,建立双参数地基与中厚板相互作用的控制微分方程,结合胡海昌的解耦函数,运用双五次B样条函数作为试函数的离散型最小二乘加权残值法分析了双参数地基上的中厚板的弯曲问题,并将结果与有限元线法、有限条法、级数精确解等进行比较,证明本文方法具有足够的精确性与实际的可行性。计算中本文应用Matlab数学软件编制出求解该问题的加权残值算法程序,程序适用性较强,可以求解双参数弹性地基上任意边界条件组合下任意竖向荷载(包括板面上任意位置的均布荷载、集中荷载以及两者的组合)作用下的中厚板内任意点的位移场、内力场。利用该程序计算大量的算例,对所得挠度和弯矩的结果进行了分析与研究,并总结了各种边界条件下中厚板与地基相互作用的规律,即探讨了板的厚度h,地基参数k、t以及荷载q等不同因素对于双参数地基上的中厚板挠度及内力的影响。给出了双参数地基上中厚板在荷载作用下的内力分布图和挠度变化的表面叁维图,从而可以从总体上直观的观察到板的内力分布和挠度变化的规律。本文最后计算了弹性地基上不同长宽比的中厚板在不同的厚宽比情况下的中点挠度值,并与薄板理论的级数精确解答进行比较,根据其相对的误差绝对值,对弹性地基上薄板和中厚板尝试进行了大致的界定。

陈建军, 马洪波, 马娟, 张建国, 王敏娟[8]2012年在《基于随机因子的结构分析方法》文中进行了进一步梳理该文对随机结构的分析方法进行了分类,简述了近年来提出的基于随机因子的结构分析方法的基本求解过程。对随机结构分析中的随机变量分布概型的确定、随机载荷的处理和随机参数相关性的处理等问题进行了讨论。对随机因子法在结构分析和边界条件的处理、动力特性和动力响应分析、随机振动响应分析和动力可靠性分析、智能结构在开环和闭环状态下的动力分析、随机稳态和瞬态的温度场分析以及随机参数结构在随机热载荷下的响应分析等诸多方面的应用进行了综述。

雒卫廷, 陈建军, 梁震涛[9]2006年在《随机结构动力响应分析的加权残值方法》文中进行了进一步梳理基于矩法和加权残值法两者的特点,提出随机结构动力响应分析的一种新方法。该法是将加权残值法和概率论中的矩法相结合,对物理参数、几何参数和作用载荷具有随机性的结构进行动力响应数字特征分析。此法简便可行,且能获得结构中各个参数的随机性对结构动力响应的影响。通过梁和板的两算例,证明文中方法的可行性和有效性。

雒卫廷, 陈建军, 刘德平[10]2005年在《结构边界条件随机性的加权残值处理方法》文中指出基于随机结构的加权残值方法提出了一种处理结构边界条件随机性的方法,基本作法是在边界条件中引入一个零均值的随机变量,利用加权残值法得到待求问题解,包括此随机变量的近似函数表达式,再应用求解随机变量函数的矩法便可得到所求问题的一、二阶矩等数字特征,并可方便地得到边界条件分散性对结果分散性的影响程度,实现了对结构边界条件随机性的分析。通过两算例的结果与Monte-Carlo模拟法结果相比较,证明了方法的正确性和便捷性,并得到了一些重要的结论。

参考文献:

[1]. 随机结构分析的加权残值方法[D]. 雒卫廷. 西安电子科技大学. 2003

[2]. 基于完全概率的随机结构分析与可靠性研究[D]. 雒卫廷. 西安电子科技大学. 2007

[3]. 随机结构分析的加权残值方法[J]. 雒卫廷, 陈建军, 高伟, 马洪波. 机械科学与技术. 2004

[4]. 结构随机分析的Monte Carlo加权残值法[J]. 赵雷, 陈虬. 计算结构力学及其应用. 1996

[5]. 塔机有限元分析求解器的开发技术[D]. 李建新. 太原理工大学. 2006

[6]. 加权残量法在我国的最新进展[J]. 夏永旭. 力学进展. 1996

[7]. 双参数弹性地基上中厚板的加权残值分析法[D]. 罗世平. 湖南大学. 2006

[8]. 基于随机因子的结构分析方法[J]. 陈建军, 马洪波, 马娟, 张建国, 王敏娟. 工程力学. 2012

[9]. 随机结构动力响应分析的加权残值方法[J]. 雒卫廷, 陈建军, 梁震涛. 机械强度. 2006

[10]. 结构边界条件随机性的加权残值处理方法[J]. 雒卫廷, 陈建军, 刘德平. 机械科学与技术. 2005

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