摘要：结构参数的不确定性会导致结构的动力特征(如自振频率、振型等)等具有不确定性,如果采用确定性分析方法进行结构设计可能会使结构处于比较危险的状态,因此对随机结构的动力特性分析是十分有必要的。由于统计矩反映了随机结构动力特征的统计特性,由这些统计矩就可以进一步掌握可靠性分析所需要的动力特征的分布规律。统计矩的灵敏度分析能够判别结构不确定性参数对结构动力特征的重要程度,从而为改进结构设计模型提供有效途径。建立了基于MCMC的分层抽样法,并采用该方法对结构动力特性进行统计矩的估计,并通过统计随机样本点信息进行统计矩的灵敏度分析,通过算例验证了所提方法的优越性。

摘要：采用随机响应量的前四阶统计矩来度量目标函数和概率约束条件的稳健性,通过引入"权重因子"来确定新构造的目标函数中原函数和敏感系数的比重,利用加权组合法将稳健优化设计这一多目标优化问题转化为单目标问题,从而建立新的基于高阶矩的稳健优化设计数学模型.矩估计方法可高效地评估目标函数和概率约束条件的统计矩,且不需要搜索技术,因此不构成嵌套循环(即稳健优化过程是单循环的),从而可以大大降低优化的计算工作量.对多个桁架结构进行了确定性优化设计、可靠性优化设计、传统的和该文所提的稳健优化设计,验证了所建立的基于高阶矩的稳健优化设计数学模型的合理性和正确性,比较并解释了计算所得的优化结果.

摘要：将直接基于有限元模型的蒙特卡罗方法用于结构动力不确定性量化较耗时,为此采用高斯过程模型取代耗时的有限元模型,提高不确定性量化的计算效率.提出基于序贯设计和高斯过程模型的结构动力不确定性量化方法,通过样本填充准则迭代,选择最优样本点建立自适应高斯过程模型,提升动力不确定性量化精度.在建立的自适应高斯过程模型框架下,动力特性统计矩的高维积分转化为一维积分,进而进行解析计算.采用2个数学函数来展示自适应高斯模型的拟合过程,高斯过程模型的拟合精度随着迭代次数增加而明显增加.将所提方法应用于柱面网壳的固有频率统计矩计算,计算精度与蒙特卡罗法的结果相当.与传统高斯过程模型对比,所提算法的计算效率优势明显,表明所提方法具有计算精度高和效率高的优势.

摘要：结构参数不可避免存在不确定性,参数不确定性必然会导致结构动力特性具有不确定性.量化动力特性不确定性能为结构分析与设计提供准确的动力信息,因此发展快速有效的不确定性量化方法非常必要.提出了一种基于多项式混沌展开和最大熵原理的不确定性量化方法,用于定量参数不确定性传递到结构动力特性不确定性的大小.具体是,多项式混沌展开替代模型用来取代耗时的结构有限元模型,并实现解析地计算出结构动力特性的高阶统计矩,然后利用统计矩信息并结合最大熵原理推断出结构动力特性的概率密度函数的解析表达式.最后以一简支钢桁架桥为例,验证多项式混沌展开和最大熵原理的结构动力特性不确定性量化方法的有效性.

摘要：针对仅有少数样本数据的概率信息不完全系统的可靠度分析问题,提出一种概率信息不完全系统的可靠度分析方法.首先将概率信息不完全的变量通过立方正态变换近似得到完全概率信息,并对已知少量样本数据的变量建立基于线性矩相关系数的等效相关系数确定方法;然后结合自适应降维近似模型和直接积分法,实现功能函数的低阶统计矩估计;以此为基础,引入基于立方正态变换的可靠度分析矩方法,进行概率信息不完全系统的可靠度分析.算例分析结果表明:该方法能够通过变量的有限样本数据建立变量的近似完全概率信息,并适用于概率信息不完全系统的可靠度分析.

摘要：语音变调常用于掩盖说话人身份,各种变声软件的出现使得说话人身份伪装变得更加容易。针对现有变调语音检测方法无法判断语音是经过了何种变调操作(升调或降调)的问题,通过分析语音变调在信号频谱,尤其是高频区域留下的痕迹,提出了基于翻转梅尔倒谱系数(IMFCC)统计矩特征的电子变调语音检测方法。首先,提取各语音帧IMFCC及其一阶差分;然后,计算其统计均值;最后,在该统计特征上利用支持向量机(SVM)多分类器的设计来区分原始语音、升调语音和降调语音。在TIMIT和NIST语音集上的实验结果表明,所提方法无论对于原始语音、升调语音还是降调语音都具有良好的检测性能。与MFCC作为特征构造的基线系统相比,所设计的特征的方法明显提高了变调操作的识别率。在较少的训练资源的情况下,所提方法也获得了比基于卷积神经网络(CNN)的框架更好的性能;此外,在不同数据集和不同变调方法上也都取得了较好的泛化性能。

摘要：为分析冲压过程的不确定性,提出基于多项式混沌展开的分析方法,首先根据生产现场实际情况,确定冲压工艺设计变量的概率分布类型,并计算对应的一维正交多项式基底;然后利用PCE展开原则,生成冲压成形评价指标的多维正交多项式,在此基础上计算评价指标的统计矩,评估设计变量对评价指标波动的贡献率;最后运用蒙特卡洛法拟合生成评价指标的累积分布函数,获得更详细的冲压过程不确定性定量评估结果,并以端盖零件为例进行冲压不确定性分析。结果表明:该方法合理、有效,能够准确评估冲压过程的不确定性。

摘要：疲劳寿命具有很大的分散性,是工程结构设计中必须考虑的因素。为了降低主观不确定性的引入,得到更合理的疲劳寿命分布类型,提出一种用于识别疲劳寿命概率分布类型的一般计算方法。该方法首先根据疲劳试验样本信息确定疲劳寿命的前四阶统计矩;基于统计矩信息,利用最大熵准则确定疲劳寿命的概率分布类型。在基于最大熵准则识别疲劳寿命分布时,利用Lagrange乘子法求解最大熵分布。采用已有的航空铝合金2024-T351板件疲劳裂纹扩展试验数据验证所提计算方法的合理性和有效性。结果表明:所提方法能够高效地识别材料疲劳寿命分布类型,并且不局限于单峰标准分布类型。