摘要：我国挡水建筑物多为土石坝,土石坝变形预测的精度依赖于模型参数的准确性。采用随机有限元方法(RFEM)对土石坝变形计算常用的邓肯-张(Duncan-Chang E-B)模型参数进行了系统分析,重点考察了不同变异系数下模型参数变化对坝体变形的影响。结果表明,内摩擦角变化量Δφ、体积模量系数K b、初始弹性模量系数K是影响坝体变形最敏感的三个参数,对坝体竖向沉降的影响程度分别为4.21%,3.34%,2.85%。提出的随机有限元方法实现了参数敏感性的定量化,通过概率统计分析后进一步证实,考虑模型参数的空间变异性,坝体变形显著增大,不考虑模型参数空间变异特性得到的计算结果可能偏于危险。建议在大坝工程设计和安全评估中考虑模型参数的空间变异性。

摘要：波动尺度(SOF)是表征土体空间变异性的重要参数,不同的波动尺度可以模拟土体参数的空间变异程度。基于随机有限元(RFEM)和蒙特卡罗模拟,假设弹性模量服从对数正态分布对土体实现非均质性建模,研究不同波动尺度下圆形基础的沉降变形规律。研究结果表明:中心沉降值符合对数正态分布,差异沉降值符合正态分布;随着波动尺度的增加,中心沉降和差异沉降均值基本不变,中心沉降标准偏差先增大最后趋于平缓,差异沉降标准偏差先增大后减少,在其峰值处平均绝对差异沉降达到最大,此时的波动尺度为最不利波动尺度,在勘察数据相对有限的情况下可以对基础沉降概率进行保守估计。

摘要：针对含接触的结构可靠性形状优化设计问题 ,在简要介绍结构可靠性形状优化设计的基础上 ,重点推导并给出了接触问题的随机有限元的灵敏度全解析分析的表达式 ,包括可靠度指标的灵敏度分析、接触条件的灵敏度分析及相应的边界支配方程、结构响应量的灵敏度分析等。通过算例 ,验证了所提出的优化方法的正确性。

摘要：由于面板堆石坝在设计、施工、建设中存在诸多不确定性因素,造成坝体沉降变形控制难的问题,对此建立了相关向量机(RVM)与随机有限元相结合的综合分析方法,对面板堆石坝材料参数的变异系数进行不确定性分析.首先,采用基于Cholesky离散方法的蒙特卡罗随机有限元方法,实现考虑堆石料力学参数变异性的随机有限元计算,从而构造出RVM的学习样本;随后,通过先进的机器学习算法——RVM建立反分析模型中输入-输出间的不确定性关系,有效地模拟材料参数与坝体沉降间的复杂非线性关系,使其能够代替随机有限元进行计算;最后,结合大坝实测沉降数据,利用遗传算法搜索确定筑坝材料的变异系数.通过分析公伯峡面板堆石坝应用实例表明:所建立的不确定性反分析模型综合考虑了数值计算以及输入-输出间的不确定性,可快速、精确地确定筑坝材料参数的变异系数,具有良好的工程应用前景和推广价值.

摘要：在实际运行中,影响汽轮机叶片强度的随机性因素很多,为了实现叶片高可靠性设计的要求,必须考虑随机因素的影响。确定性有限元方法虽可达到较高的计算精度,但是没有考虑到参数的随机性,因此将随机分析方法与确定性有限元相结合,形成随机有限元,进而对其进行可靠性分析具有重要的研究和应用价值。以汽轮机末级扭叶片为研究对象,考虑了弹性模量、蒸气作用力、转速的随机性,建立了旋转变截面扭梁模型；运用应变能原理推导了包含轴向变形、弯曲变形和剪切变形共同作用下的单元刚度矩阵和载荷列阵；应用局部平均法离散弹性模量随机场；编制了二阶摄动随机有限元程序,分别计算了弹性模量、蒸汽作用力、转速随机时叶片应力的统计特性；通过与Monte Carlo数值模拟法进行对比,验证了该文方法的正确性。

摘要：受复杂环境载荷作用,机械结构通常发生疲劳、磨损、断裂等失效形式。为保证其可靠性,在设计研制过程中进行可靠性仿真分析已成为必要措施。本文从机械结构可靠性基本理论和随机有限元概念的理解和认识、可靠性仿真基本方法和工程落地应用等角度,总结了可靠性仿真分析的基本流程和一般要求,提炼总结了可靠性仿真分析的基本流程和一般要求,最后给出了实例分析,验证了机械结构可靠性仿真流程和一般方法的有效性。本文研究为机械结构可靠性设计、分析与评估等相关的研发活动和标准研制提供了支撑和指导。

摘要：将影响结构疲劳断裂的不确定因素视为随机变量,用随机有限元和可靠性设计理论, 从概率论和数理统计的角度对含裂纹的平面结构进行了可靠性分析,并对疲劳裂纹进行了 Monte-Carlo模拟,最后将用随机有限元得到的分析结果与Monte-Carlo模拟结果进行了比较, 比较结果证明了此方法的适用性。

摘要：结构参数和地震激励的随机性是桥梁抗震分析中较为重要的问题。对于具有随机参数的大跨度桥梁的随机地震响应,可按局部平均理论和空间杆系分离随机场模型来离散和建立有限元模型,并利用矩阵正交化技术减少计算量,然后求解随机有限元零阶、一阶和二阶递推方程组,即可求出具有二阶精度的均值和具有一阶精度方差的结构响应。运用程序开发工具C++Builder编制了相应的计算程序,用Monte Carlo方法检验了程序的有效性和正确性,并计算了具有随机参数的高墩大跨连续刚构桥梁在随机地震激励下的动力响应。

摘要：基于随机有限元理论和渗流力学原理,通过推导渗流随机有限元列式,得到随机渗流单元水导矩阵,将可靠度计算引入采动岩体随机渗流之中.根据渗流随机有限元列式编写出可用于岩层渗流计算的随机有限元程序,并对俄霍布拉克煤矿的实际渗流问题进行了数值计算.结果表明,程序计算较好地反映了实际岩层的渗流特性;保护关键层和防水层对预防矿井的顶板突水具有重要作用.计算结果可为俄霍布拉克的开采提供合理化建议,也为随机有限元在渗流方面的深入研究提供依据.

摘要：针对三通焊缝处的裂纹,考虑了工况载荷及材料系数的不确定性,基于随机有限元法对焊缝处裂纹应力强度因子进行计算。利用有限元法对三通焊缝处裂纹进行建模。基于拉丁超立方抽样设计方法,将工作压力、工作温度、弹性模量、导热系数、泊松比视为随机变量,利用随机有限元法分析这些变量对应力强度因子最大值影响的灵敏度及应力强度因子最大值分布规律。为三通焊缝处裂纹的可靠性评定中应力强度因子的计算提供依据。