基于蒙特卡洛重要抽样法的结构时变可靠性分析
2021-07-14严宇飞李方义
重庆理工大学学报(自然科学) 2021年6期
严宇飞,李方义
(1.长沙理工大学 汽车与机械工程学院,长沙 410114;2.长沙理工大学 桥梁工程安全控制省部共建教育部重点实验室,长沙 410114;3.广州大学 机械与电气工程学院,广州 510006)
在实际工程问题中,结构在工况下会受到材料性能退化、随机载荷过程等不确定因素的影响,且这些因素往往具有时变效应,导致其结构可靠性动态变化。因此,针对结构动态可靠性的研究是很有必要的。结构时变可靠性分析就是一种动态结构可靠性分析,它符合实际工程所需,能够客观、准确地对某工件或结构的可靠性进行预测或评估。当前结构时变可靠分析已有不少研究成果,如:基于跨越率方法[1]演变的“PHI2方法[2-5]”、基于“时间离散”的方法[6]总结的“准静态法[7-9]”等。然而与MCS相比,当用上述方法求解非线性较强的结构可靠性问题时,都有着求解复杂或求解精度不足的缺陷。
MCS求解结构可靠性问题时,其求解精度仅与模拟次数有关,模拟次数越多,其精度越高,且与问题的维数无关。因此,MCS理论上可以求解所有的可靠性问题。MCS在结构时变可靠性问题的应用上有:王帅等[10]应用MCS求解时域-误差模型的运动时变可靠性;Li[11]基于MCS模拟得到电车轨道连接螺栓工作载荷的概率分布,以分析连接螺栓的结构时变可靠性;Li等[12]利用MCS验证其求解混合变量的时变模型结果的准确性;Wang等[13]利用MCS验证其提出的方法求解结构时变可靠性问题的准确性等。但是由于MCS随着模拟次数的增加,会导致计算量越来越巨大。……
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