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第1章　绪论1

1.1　结构可靠性研究的内容和意义1

1.1.1　结构可靠性分析1

1.1.2　结构可靠性设计2

1.1.3　结构的可靠性优化7

1.1.4　已有结构的可靠性评估7

1.1.5　不定性模型化的一般原则9

1.2　可靠性计算方法的分类11

1.2.1　可靠性计算的基本公式12

1.2.2　可靠性计算的分类12

1.3　可靠性指标与失效概率13

第2章　结构可靠性计算方法16

2.1　一阶二次矩法16

2.1.1　引言16

2.1.2　一阶二次矩法基本原理及计算方法16

2.1.3　失效状态函数形式对均值一阶二次矩法计算结果的影响18

2.1.4　计算过程对均值一阶二次矩法计算结果的影响21

2.1.5　先进一阶二次矩法和Hasofer-Lind一阶二次矩法的局限性22

2.1.6　一阶二次矩法在计算船舶结构可靠性时的误差24

2.1.7　解决多模态相关问题的局限性25

2.1.8　总结和讨论25

2.2　直接积分法25

2.2.1　引言25

2.2.2　结构失效概率计算的基本理论26

2.2.3　直接积分法的优越性30

2.3　数值模拟法计算结构可靠性的理论基础31

2.3.1　数值模拟法的基本原理31

2.3.2　直接Monte Carlo法31

2.3.3　重要性样本法33

2.3.4　改进样本法34

2.4　响应面法34

2.4.1　结构可靠度响应面法模拟的基本原理34

2.4.2　混合模拟法（hybrid simulation method,HSM）的基本原理40

2.5　系统可靠性41

2.6　可靠性计算方法的选取42

第3章　结构可靠性分析中灵敏度因子的计算44

3.1　引言44

3.2　传统灵敏度因子概论44

3.3　新灵敏度因子和灵敏度矩阵46

3.3.1　确定性变量的灵敏性46

3.3.2　随机变量的灵敏度和灵敏度因子46

3.3.3　计算实施48

3.4　圆柱筒结构强度的灵敏性分析50

3.5　简单载荷和强度失效模式下的灵敏度矩阵计算51

3.6　混合设计变量的结构可靠性灵敏度矩阵计算52

第4章　圆柱壳结构的可靠性分析55

4.1　引言55

4.2　圆柱壳结构的基本形式及其失效模式55

4.3 圆柱壳结构的不确定性及随机变量的处理57

4.3.1　圆柱壳结构设计变量的不确定性57

4.3.2　截尾分布的概率统计特性处理58

4.3.3　根据规范确定随机变量近似概率统计特性59

4.3.4　根据统计数据进行随机变量的概率特性处理60

4.4 目标可靠度的建立61

4.4.1 目标可靠度61

4.4.2 目标可靠度大小的确定61

4.5　实际工程圆柱壳结构的可靠性分析63

4.5.1　引言63

4.5.2　失效区域D的确定64

4.6　耐压圆柱壳结构的可靠性分析实例67

4.6.1　引言67

4.6.2　基本公式68

4.6.3　失效区域D的确定68

4.6.4　基本随机变量的确定69

4.6.5　计算机程序的编制和使用69

4.6.6　实例计算69

4.7　小结72

第5章　厚壁筒结构的可靠性灵敏性分析73

5.1　引言73

5.2　厚壁筒结构的可靠性分析73

5.2.1　失效模式分析73

5.2.2　随机变量的选取及联合概率密度函数的确定74

5.2.3　可靠性计算方法74

5.2.4　厚壁筒结构的可靠性计算与设计74

5.3　耐压厚壁筒结构的可靠灵敏性分析76

5.3.1　耐压厚壁筒结构的失效概率计算76

5.3.2　随机变量的选取及耐压厚壁筒结构的可靠性计算76

5.3.3　耐压厚壁筒结构的可靠灵敏性计算与分析77

5.4　厚壁筒结构混合变量的灵敏性分析78

5.4.1　厚壁筒结构强度的灵敏性分析78

5.4.2　混合设计变量的厚壁筒结构可靠性灵敏性分析79

5.5　不同设计变量情况下厚壁筒结构疲劳断裂寿命的灵敏性分析81

5.5.1　厚壁筒疲劳断裂寿命的计算81

5.5.2　确定性变量下厚壁筒疲劳断裂寿命的灵敏性分析81

5.5.3　混合变量下厚壁筒结构概率疲劳断裂寿命的计算及灵敏性分析82

5.6　厚壁筒结构疲劳寿命的可靠性分析83

5.6.1　引言83

5.6.2　疲劳寿命计算的理论基础84

5.6.3　计算机实施89

5.6.4　实际结构分析90

5.6.5　小结92

第6章　钢框架结构可靠性理论93

6.1　钢框架结构可靠度分析方法现状93

6.1.1　现行钢框架体系可靠度设计方法的缺陷94

6.1.2　钢框架体系分析与设计方法的研究与发展趋势96

6.2　钢框架结构强度可靠性研究98

6.2.1　基于荷载增量的失效模式识别办法99

6.2.2　基于系统临界强度的失效模式识别方法103

6.3　结构可靠度数值模拟的ANSYS实现105

6.3.1　结构可靠度数值模拟分析的ANSYS实现105

6.3.2　结构可靠度数值模拟方法的对比分析109

6.4　钢框架结构可靠度分析与计算方法111

6.4.1　体系可靠度评价111

6.4.2　整体可靠度设计方法及其实用公式113

6.4.3　小结118

第7章　钢框架结构可靠性计算与分析119

7.1　框架结构可靠性有限元分析119

7.2　钢框架结构可靠度的数值模拟分析计算120

7.2.1　钢框架的基本条件120

7.2.2　钢框架结构有限元建模122

7.2.3　钢框架结构可靠度的Monte Carlo模拟分析124

7.2.4　钢框架结构可靠度的响应面法模拟分析126

7.3　钢框架结构可靠度的参数分析129

7.3.1　参数统计分析129

7.3.2　参数趋势分析135

7.4　小结139

第8章　结构的损伤识别141

8.1　基于静态测量数据的结构损伤定位理论141

8.1.1　基于灰色相关性分析的结构静力损伤定位理论142

8.1.2　灰色位移曲率关联系数143

8.1.3　静态位移曲率置信因子144

8.1.4　运用静态位移曲率置信因子进行损伤定位145

8.2　基于改进的多目标遗传算法的结构损伤大小识别理论147

8.2.1　基于模糊优选理论的改进的多目标遗传算法150

8.2.2　基于静态测量数据与改进的遗传算法的结构损伤大小识别152

8.2.3　基于改进的多目标遗传算法的结构损伤大小识别158

8.3　梁类结构损伤识别数值研究158

8.3.1　划分为10个单元的悬臂梁158

8.3.2　划分为6个单元的悬臂梁166

8.4　板类结构损伤识别数值研究170

8.4.1　划分为192个单元的两端固支桥梁170

8.4.2　划分为48个单元的两端固支桥梁179

8.5　大型桥梁结构损伤识别的数值研究185

8.5.1　划分为454个单元的浉河大桥185

8.5.2　划分为584个单元的浉河大桥195

8.6　小结200

第9章　圆柱简结构的可靠性优化设计202

9.1 圆柱筒结构的可靠性优化设计202

9.1.1　引言202

9.1.2　厚壁筒结构的计算模型和失效模式分析202

9.1.3　可靠性计算方法203

9.1.4　随机变量的选取及联合概率密度函数的确定203

9.1.5 厚壁筒结构的可靠性分析与可靠性优化设计204

9.1.6　小结211

9.2 目标可靠度约束下的圆柱壳结构优化设计211

9.2.1　引言211

9.2.2　设计变量和失效模式212

9.2.3　优化设计213

9.2.4　实例分析217

参考文献218

附录A　主要符号225

附录B　概率设计的两种近似计算法228

附录C　常见随机变量231

附录D　标准正态概率密度和分布函数值235

附录E　球缘钢结构239