申请/专利权人：石家庄铁道大学

申请日：2022-05-25

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN115169020B

主分类号：G06F30/17

分类号：G06F30/17;G06F30/23;G06F111/08;G06F119/02;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2022.10.28#实质审查的生效;2022.10.11#公开

摘要：本发明涉及一种基于自动更新模型的桁架结构体系可靠性分析方法，所述方法包括：建立待分析桁架结构的桁架有限元模型；根据桁架有限元模型输出的杆件应力，拟合得到响应面方程，建立每根杆件的功能函数；根据可靠性指标的几何意义和功能函数，建立最优化模型；计算每根杆件的可靠性指标，并在确定利用迭代准则判断所有杆件的可靠性指标β均收敛时，执行下述步骤；通过β‑约界法，根据每根杆件的可靠性指标β得到用于表征所述桁架结构失效的多个失效模式，每个所述失效模式均包括一个失效路径；计算每个所述失效模式的可靠性指标和失效概率；使用PNET计算所述桁架结构的可靠性指标和失效概率，其克服了隐式功能函数的问题，准确性更高。

主权项：1.一种基于自动更新模型的桁架结构体系可靠性分析方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一、建立待分析桁架结构的桁架有限元模型，桁架有限元模型通过ANSYSAPDL来建立；步骤二、根据桁架有限元模型输出的杆件应力，拟合得到响应面方程，建立每根杆件的功能函数，通过MATLAB编制的程序建立每根杆件的功能函数；步骤三、通过MATLAB根据可靠性指标的几何意义和所述功能函数，建立最优化模型；利用MATLAB的fmincon函数求解计算每根杆件的可靠性指标，并在确定利用迭代准则判断所有杆件的可靠性指标β均收敛时，执行步骤四；步骤四、通过β-约界法，根据每根杆件的可靠性指标β得到用于表征所述桁架结构失效的多个失效模式，每个所述失效模式即为一条失效路径；步骤五、计算每个所述失效模式的可靠性指标和失效概率；步骤六、使用PNET计算所述桁架结构的可靠性指标和失效概率；步骤二包括：步骤201、通过采用不含交叉项的二次多项式响应面法建立响应面方程，其表达式为：其中，gx表示桁架结构的杆件应力响应面方程，a、bi、ci表示随机变量样本点的系数，n表示随机变量数量；步骤202、根据桁架有限元模型中结构的参数和桁架有限元模型输出的杆件应力值，拟合得到响应面方程；步骤203、建立每根杆件的功能函数，每根杆件的功能函数如下： 其中，R为杆件的屈服强度；步骤四包括：步骤401、通过β-约界法，根据每根杆件的可靠性指标筛选出待分析桁架结构中第k级中的当前失效构件，k为大于等于1的整数，且当k为大于1的整数时，筛选范围为桁架结构中去除包含k-1级中失效构件的失效路径后的剩余杆件；步骤402、自动更新桁架有限元模型，判断桁架结构是否失效，执行步骤403或步骤404：该步骤利用MATLAB内置的system函数和ANSYSAPDL中的EKILL命令实现；步骤403、当确定桁架结构未失效时，重复步骤二和步骤三，得到每根杆件更新后的可靠性指标后，将k+1作为新的k，重复步骤401；步骤404、当确定桁架结构失效时，将每一级失效构件组成的失效路径作为一个失效模式；步骤五包括：步骤501、针对每个失效模式，获取所述失效模式中的所有失效构件的功能函数；步骤502、按照失效构件级数由小到大的顺序，取前两个失效构件的功能函数，利用泰勒展开将两个功能函数线性化，再通过微分等价递归算法等价，得到合并功能函数；步骤503、将合并功能函数和下一个失效构件的功能函数作为前两个失效构件，重复步骤502，直至最后一个失效构件的功能函数参与运算；步骤504、根据最后得到的合并功能函数得到所述失效模式的可靠性指标和失效概率。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 石家庄铁道大学 基于自动更新模型的桁架结构体系可靠性分析方法

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