4所示。可靠性和比较结果的例子根据三种HL-RF算法、梯度和MHL-RF,可靠性指标的四个中等结构例子设计基于伊朗国家建筑进行评估可靠性分析形式来说明他们的表演。梯度向量的数量(迭代)极限状态函数使用中心差分方法计算<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M84">
∇米米l:mo>
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Δ米米l:mi>
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2米米l:mn>
Δ米米l:mi>
和可靠性指标作为比较标准比较基于表单的最陡下降搜索方向在MATLAB使用停止准则作为编码<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M85">
ε米米l:mi>
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10米米l:mn>
- - - - - -米米l:mo>
6米米l:mn>
。
4.1。酒吧在轴向拉伸力梁上的均布荷载下结构如图所示
1gydF4y2Ba支持使用酒吧俱乐部和酒吧AB连接在B点酒吧AB。这种结构的性能函数定义基于拉伸能力酒吧的AB对于这个示例。
根据机械方程,基于能力的极限状态函数下的酒吧AB张力可以如下:
(13)米米l:mtext>
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σ米米l:mi>
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245年米米l:mn>
54米米l:mn>
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在这<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M87">
一个米米l:mi>
是一个距离,如图
1,<米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M88">
一个米米l:mi>
是酒吧AB的横截面,<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M89">
问米米l:mi>
是统一的应用负载,<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M90">
F米米l:mi>
u米米l:mi>
极限强度的酒吧,这个强度的随机变量的统计特征分量给出表吗
1gydF4y2Ba。
聚合的可靠性指标<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M95">
β米米l:mi>
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3.0277米米l:mn>
MPP是(<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M96">
问米米l:mi>
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]=(2.4714,3.2967,8.5955,3218.9558)基于MHL-RF而可靠性指数使用蒙特卡罗模拟(MCS)<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M97">
2米米l:mn>
×米米l:mo>
10米米l:mn>
6米米l:mn>
样品是3.1124。它可以得出的结果提出了可靠性指数MHL-RF MCS的细微差别。图
2gydF4y2Ba说明了不同的可靠性方法的可靠性指数利用最陡下降搜索方向包括梯度,HL-RF, MHL-RF栏例子的方法。它可以得出的结论是,这三个方法都是强劲可靠性指标转换为相同而且实现稳定的迭代得到不同。HL-RF更低效率的其他方法,也就是说,梯度和MHL-RF方法,而MHL-RF是有效的方法。拟议中的MHL-RF方法聚合使用8次迭代和快速收敛速度比其他两种方法。
可靠性指标的强度极限和应用均布荷载数据所示
3gydF4y2Ba和
4gydF4y2Ba对于裸露的例子,分别。从数据很明显
3gydF4y2Ba和
4gydF4y2Ba可靠性指数增加的基础上增加强度极限时减少对应用负载增加。减少和增加的可靠性指标是不一样获得同样的相对增量加载和力量。它显然是明显的从这些数据的可靠性指数钢筋敏感负荷与强度使用极限状态函数在(
13)gydF4y2Ba。
4.2。列下屈曲力轴向压缩载荷下的钢柱<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M99">
P米米l:mi>
长度为5米的不良绘制在图
5gydF4y2Ba。本专栏的主要失效模式是屈曲能力,给出了极限状态函数如下:
(14)米米l:mtext>
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一个米米l:mi>
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。米米l:mo>
统计特征的基本随机变量的极限状态函数(
14)gydF4y2Ba都列在下表中
2gydF4y2Ba。
本专栏的可靠性指数是2.8304使用HL-RF和MHL-RF方法,获得<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M110">
β米米l:mi>
=米米l:mo>
2.8403米米l:mn>
基于梯度法,使用MCS和2.7346<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M111">
1.5米米l:mn>
×米米l:mo>
10米米l:mn>
6米米l:mn>
样本。基于迭代的比较不同的可靠性方法的历史可靠性指标如图
6gydF4y2Ba。很明显,HL-RF聚合比梯度和MHL-RF方法效率低下,而提出MHL-RF方法融合,更有效率。的总迭代计算使用MHL-RF LSF的梯度向量方法3和6的迭代不到梯度和HL-RF方法这一问题,分别。
可靠性指标绘制各种应用压缩负荷<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M112">
(米米l:mo>
P米米l:mi>
)米米l:mo>
,屈服强度<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M113">
(米米l:mo>
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y米米l:mi>
)米米l:mo>
和横截面面积<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M114">
(米米l:mo>
一个米米l:mi>
)米米l:mo>
基于MHL-RF方法的数据
7- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - - -
9,gydF4y2Ba分别。很明显,基本随机变量之间的非线性关系得到了(例如,<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M115">
P米米l:mi>
,<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M116">
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,<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M117">
一个米米l:mi>
)和列的失败概率。可靠性指数增加了减少和增加的负载<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M118">
F米米l:mi>
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和<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M119">
一个米米l:mi>
。应用压缩在压缩负载敏感变量<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M120">
F米米l:mi>
y米米l:mi>
和<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M121">
一个米米l:mi>
。可靠性指数更敏感的屈服强度范围从1500到3000公斤/厘米<年代up>2年代up>和横截面的面积在40到90厘米<年代up>2年代up>。它可以得出结论,从70年到65吨,减少负荷增加屈服强度从2400年到2650公斤/厘米<年代up>2年代up>,增加截面从65.3到70.1厘米<年代up>2年代up>可以提高可靠性指数形式为2.8到3本专栏的例子。
4.3。双跨度梁双跨度梁与分布式负载被认为是在这个例子中,梁的示意图如图
10gydF4y2Ba。弯曲能力下的极限状态函数定义如下:
(15)米米l:mtext>
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在这<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M123">
k米米l:mi>
和<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M124">
φ米米l:mi>
是标明最大挠曲强度的影响因素在外部和梁的能力。这个例子的基本随机变量给出了表
3gydF4y2Ba。
可靠性指数和MPP,分别获得<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M131">
β米米l:mi>
=米米l:mo>
2.4969米米l:mn>
和[<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M132">
φ米米l:mi>
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年代米米l:mi>
,米米l:mo>
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]=[0.9676,46.139,889.554,1984.295,0.97346,2225.507)的可靠性指数2.5132使用MCS和获得<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M133">
2米米l:mn>
×米米l:mo>
10米米l:mn>
6米米l:mn>
样本。图
11gydF4y2Ba使用HL-RF表明收敛可靠性指数的历史,梯度,MHL-RF束方法的例子。所有可靠性方法聚合稳定可靠性指数但拟议中的MHL-RF方法更有效。拟议中的步长开发使用价值函数可以提高效率的公式形式适度函数非线性性能。拟议中的步长可以获得超过1 MHL-RF迭代的方法。因此,MHL-RF方法的收敛速度比HL-RF方法,而它的配方很简单,比梯度法HL-RF方法和简单。
数据
12gydF4y2Ba和
(13日)gydF4y2Ba说明双跨度梁的可靠性指标对各种应用负载(<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M134">
W米米l:mi>
)和屈服强度(<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M135">
F米米l:mi>
y米米l:mi>
),分别。很明显从结果数据
12gydF4y2Ba和
(13日)gydF4y2Ba通过增加负荷,降低屈服强度可靠性指标降低了。负载可以减少了约35公斤/厘米或屈服强度可以增加了约2700改善可靠性指数从2.5到3这个例子。
4.4。连接在张力下根据图的连接
13 (b)gydF4y2Ba在张力下<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M136">
T米米l:mi>
和螺栓强度极限A325型和直径2厘米被认为是对于这个示例。本工程系统用作钢结构中常用的连接。
这个结构包括各种失效模式,他们可以定义基于连接板或螺栓的失败。四个极限状态函数为这个示例定义如下:(1)
拉伸性能的薄盘孔的位置:
(16)米米l:mtext>
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1米米l:mn>
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(2)拉伸性能的薄钢板:
(17)米米l:mtext>
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2米米l:mn>
一个米米l:mi>
g米米l:mi>
F米米l:mi>
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- - - - - -米米l:mo>
T米米l:mi>
。米米l:mo>
(3)螺栓的抗剪性能:
(18)米米l:mtext>
g米米l:mi>
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32米米l:mn>
3米米l:mn>
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b米米l:mi>
- - - - - -米米l:mo>
T米米l:mi>
。米米l:mo>
(4)轴承性能的薄盘:
(19)米米l:mtext>
g米米l:mi>
4米米l:mn>
=米米l:mo>
19.2米米l:mn>
一个米米l:mi>
k米米l:mi>
F米米l:mi>
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- - - - - -米米l:mo>
T米米l:mi>
。米米l:mo>
基本随机变量的统计特征列在下表中
4gydF4y2Ba连接的例子。
表4随机变量的统计特征为连接的例子。
| 变量
| 描述
| 的意思是
| 标准偏差
| 分布
|
|
T米米l:mi>
(公斤) | 应用张力 | 37500年 | 3750年 | 甘力克 |
|
F米米l:mi>
y米米l:mi>
(公斤/厘米<年代up>2年代up>) | 屈服强度 | 2400年 | 200年 | 对数正态分布 |
|
F米米l:mi>
u米米l:mi>
(公斤/厘米<年代up>2年代up>) | 极限强度 | 3700年 | 350年 | 对数正态分布 |
|
F米米l:mi>
u米米l:mi>
b米米l:mi>
(公斤/厘米<年代up>2年代up>) | 极限强度的螺栓 | 8000年 | 500年 | 对数正态分布 |
|
一个米米l:mi>
e米米l:mi>
(cm<年代up>2年代up>) | 有效截面 | 9.4 | 0.9 | 正常的 |
|
一个米米l:mi>
g米米l:mi>
(cm<年代up>2年代up>) | 总横截面 | 13.2 | 1 | 正常的 |
|
一个米米l:mi>
b米米l:mi>
(cm<年代up>2年代up>) | 横截面积螺栓 | 3.14 | 0.3 | 正常的 |
|
一个米米l:mi>
k米米l:mi>
(cm<年代up>2年代up>) | 轴承截面 | 1.2 | 0.1 | 正常的 |
根据极限状态函数,给出的四个可靠性指标为这个系统连接了<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M149">
β米米l:mi>
=米米l:mo>
最小值米米l:mi>
米米l:mo>
(米米l:mo>
β米米l:mi>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
β米米l:mi>
2米米l:mn>
,米米l:mo>
β米米l:mi>
3米米l:mn>
,米米l:mo>
β米米l:mi>
4米米l:mn>
)米米l:mo>
=米米l:mo>
最小值米米l:mi>
米米l:mo>
(米米l:mo>
3.3442,3.1449,4.3374,4.3703米米l:mn>
)米米l:mo>
=米米l:mo>
3.1449米米l:mn>
,而这个例子用MCS的可靠性指标<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M150">
2.6米米l:mn>
×米米l:mo>
10米米l:mn>
7米米l:mn>
样品<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M151">
β米米l:mi>
=米米l:mo>
最小值米米l:mi>
米米l:mo>
(米米l:mo>
3.4642,3.1896,4.4219,4.3873米米l:mn>
)米米l:mo>
=米米l:mo>
3.1896米米l:mn>
。很明显,关键失效模式导致基于薄钢板的拉伸失效模式,和最大的可靠性指数是基于轴承获得薄钢板。可靠性分析是一个合适的方法来评估结构的安全性级别或稳健设计。这种分析方法可以显示重要的影响变量和关键失效模式的设计结构。
的收敛历史最低四个失效模式的可靠性指标(
16)- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - - - -(
19gydF4y2Ba基于HL-RF)、梯度和MHL-RF绘制在图的方法
14gydF4y2Ba例如4。见,所有的可靠性方法聚合到同一个可靠性指数,但迭代来实现不同的稳定计算。MHL-RF, HL-RF和梯度方法产生了稳定的结果后7日,9日和13个迭代。很明显,MHL-RF方法正在迅速融合在所有例子中,它是作为HL-RF方法一样简单。这种方法可以提供稳定的结果与工程问题的收敛速度快,收敛表演形式可以根据MHL-RF检查方法对未来真正的复杂问题。提出了钢MHL-RF方法可以实现代码标定伊朗国家建筑规范的力量和负载在未来,成功。
图14收敛可靠性指数的历史连接的例子。
图
15gydF4y2Ba表示最低可靠性指数基于四个失效模式(
16)- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - - - -(
19gydF4y2Ba在各种拉力)的连接。通过增加负载,可靠性指数降低。同时,应用基于可靠性指数等于3的拉伸载荷约40吨。通过比较负载可靠性指数3 (<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M152">
T米米l:mi>
=米米l:mo>
40米米l:mn>
t米米l:mi>
o米米l:mi>
n米米l:mi>
)和应用负载设计的连接(<我nl我ne- - - - - -for米ul一个><米ml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M153">
T米米l:mi>
=米米l:mo>
37.5米米l:mn>
吨),很明显,设计concoction-based伊朗代码提供了一个适合这个连接的可靠程度。
图15最小连接四个失效模式的可靠性指数对负载。