蒙特卡羅隨機有限元四面受火工字鋼溫度

礦山地下開采引起地表變形，從而對區(qū)內(nèi)建筑物產(chǎn)生附加內(nèi)力。常用的計算方法取建筑物軸線處的變形作為他們受到的變形作用，即認為建筑物基底受力是均勻的，實際上建筑物基底上各點移動變形并非一定值，具有隨機性。為此，將攝動隨機有限元方法應(yīng)用于采動區(qū)建筑物的附加內(nèi)力計算，并進行了實例計算，計算結(jié)果表明，可滿足工程精度要求

單樁沉降可靠度的隨機有限元分析——對土性分布參數(shù)隨機場模型和軸對稱隨機場的離散技術(shù)進行了研究，給出了計算和組集隨機變量自協(xié)方差矩陣的方法，提出了多維相關(guān)正態(tài)分布隨機數(shù)的產(chǎn)生技術(shù)，用neumann隨機有限元法進行單樁沉降的可靠性分析，井計算了某試樁沉...

應(yīng)用蒙特卡羅隨機有限元方法,對大體積混凝土施工過程溫度場進行三維有限元仿真計算,由計算所得的隨機輸出變量(澆筑過程最高溫度)和隨機輸入變量的概率靈敏度分析可知,影響澆筑過程最高溫度的主要因素是絕熱溫升和大氣溫度,并得到施工過程最高溫度的概率分布函數(shù)。

基于隨機有限元的隧道襯砌結(jié)構(gòu)可靠性分析 海洪 (沈陽建筑大學(xué)土木工程學(xué)院,沈陽110168) 　 郭鵬 (石家莊鐵道學(xué)院高專分院,石家莊050043) 王新萬明富張兆杰 (遼寧省交通勘測設(shè)計院,沈陽110005) 　　摘　要　結(jié)合廣州地鐵三號線大塘站～瀝窖站區(qū)間盾構(gòu)隧道的實際情況,采用荷載-結(jié) 構(gòu)模式與蒙特卡羅-有限元法,選取不同的隨機變量統(tǒng)計特征,進行了隧道襯砌結(jié)構(gòu)可靠性分 析,得出了隧道襯砌各截面處的抗壓可靠指標與抗裂可靠指標。研究結(jié)果表明:拱頂處的軸力 對上部水壓最為敏感,彎矩對側(cè)壓力系數(shù)最為敏感,工程的支護體系能夠滿足目標可靠指標要 求,具有足夠的安全儲備。 　　關(guān)鍵詞　盾構(gòu)隧道　隨機有限元　可靠度　數(shù)值模擬 1引言 采用傳統(tǒng)的有限元方法進行地下結(jié)構(gòu)分析時, 材料性能、幾何參數(shù)、邊界條件和荷載等都是確定 的

巖土工程可靠性分析一種隨機有限元法——針對巖土工程中邊界位移、載荷和物理參數(shù)的不確定性，提出了一種隨機有限元模型，通過綜合考慮這些不確定因素的隨機性，分析其對應(yīng)力和位移的影響，導(dǎo)出了相應(yīng)的對巖土工程數(shù)值分析十分有用的期望和方差公式。

巖土工程可靠性的隨機有限元分析——對±性分布參數(shù)隨機場的建摸，隨機場的離散技術(shù)和多維相關(guān)隨機數(shù)的產(chǎn)生方法進行了研究，較全面系統(tǒng)地舟紹了直接monte-carlo隨機有限元、neumann隨機有限元和二階攝動隨機有限元的理論及程序?qū)嵤?，以及在實際工程中的初步應(yīng)用...

結(jié)合廣州地鐵三號線大塘站~瀝窖站區(qū)間盾構(gòu)隧道的實際情況,采用荷載-結(jié)構(gòu)模式與蒙特卡羅-有限元法,選取不同的隨機變量統(tǒng)計特征,進行了隧道襯砌結(jié)構(gòu)可靠性分析,得出了隧道襯砌各截面處的抗壓可靠指標與抗裂可靠指標。研究結(jié)果表明:拱頂處的軸力對上部水壓最為敏感,彎矩對側(cè)壓力系數(shù)最為敏感,工程的支護體系能夠滿足目標可靠指標要求,具有足夠的安全儲備。

投標報價的科學(xué)決策事關(guān)企業(yè)能否中標以及中標后項目能否順利實施。針對經(jīng)評審的最低價法具有隨機性強的特點,采用蒙特卡羅法來模擬變量因子的隨機性,對招標最高控制價的下降幅度進行了預(yù)測,提出一種經(jīng)評審的最低價法下的投標報價決策模型。該模型能較好地模擬變量因子的變動范圍,為投標報價提供決策依據(jù)。這在蒙特卡羅法的應(yīng)用上是一種新的嘗試。

基于蒙特卡羅法的加筋土陡坡可靠度分析——介紹了用土工格柵加固陡邊坡設(shè)計時的抗滑穩(wěn)定性計算理論及計算方法，并將可靠度分析中的蒙特卡羅法運用于其中，結(jié)合工程實例探討加筋陡坡分析中的若干規(guī)律性問題，得出一些有益的結(jié)論．

傳統(tǒng)邊坡穩(wěn)定性分析常以安全系數(shù)作為評價指標，然而，安全系數(shù)并未考慮各影響因素的變異性及不確定性，其大小無法體現(xiàn)邊坡的安全程度。可靠度分析方法將概率統(tǒng)計和可靠度理論引入邊坡工程穩(wěn)定性分析中，考慮了各影響因素不確定性，將設(shè)計參數(shù)作為隨機變量，得到可靠度或失效概率作為邊坡安全程度的評價指標，不是簡單給出安全或失穩(wěn)的結(jié)論。以某一邊坡工程為例，基于蒙特卡羅法對其進行可靠度分析，說明該方法的合理性及實用性。

建立了桁架結(jié)構(gòu)的有限元分析模型。采用蒙特卡羅法(monte-carlomethod),分析了輸入隨機變量對桁架可靠性的影響。結(jié)果表明:桿件橫截面積對單元a1軸向應(yīng)力的影響較大,是影響桁架失效概率的主要因素;同時單元a1的橫截面積對桁架結(jié)構(gòu)體積的變化起主要作用。

為研究中厚板翻鋼機在翻轉(zhuǎn)過程中溫度的分布及選擇軸承潤滑脂,利用ansys軟件,對翻轉(zhuǎn)過程懸臂梁及鋼爪瞬態(tài)溫度場進行了分析。結(jié)果表明:鋼坯下表面溫度950℃,側(cè)面溫度1120℃,懸壁梁與鋼爪連接處溫度已達113.83℃,可能造成潤滑脂失效。本文結(jié)果對合理制定懸臂梁及鋼爪冷卻時間與選擇軸承潤滑脂具有指導(dǎo)意義。

施工期溫度作用常常是混凝土結(jié)構(gòu)開裂的主要原因之一.對底板等重點關(guān)注的結(jié)構(gòu)進行了非穩(wěn)定溫度場及溫度徐變應(yīng)力場的研究,考查了溫度徐變應(yīng)力場對底板結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的影響.底板內(nèi)部和表面較大的溫差使底板產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,對于有添加劑的混凝土,底板結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力在一定程度上得到改善.

用mcnp4c程序模擬了日本研制的kta-304含硼鋼對0.025ev、1ev、1kev慢中子衰減吸收性能,并與傳統(tǒng)的sus304鋼進行對比。在充分考慮生產(chǎn)加工條件及材料的防腐蝕性、熱延性等因素下比較得出,硼濃度在1.13%左右的含硼鋼具有較好的慢中子吸收能力,可有效降低次級γ射線效應(yīng),在達到輻射防護要求下可減少材料厚度。計算了不同含硼濃度下含硼鋼對不同能量慢中子的衰減系數(shù),為中子屏蔽材料的選擇提供了合理依據(jù)。另外,還考慮了對中子俘獲過程中放出γ射線的防護。

主動配電網(wǎng)內(nèi)分布式電源出力波動性大、負荷可調(diào),傳統(tǒng)的確定性模型已不再能準確地對其進行風(fēng)險評估.建立主動配電網(wǎng)中不確定性因素的模型,采用擬蒙特卡羅(qmc)模擬法抽取sobol確定性低偏差點列,以隨機潮流計算為工具,對主動配電網(wǎng)的節(jié)點電壓越限情況進行模擬.算例表明,相同抽樣次數(shù)下擬蒙特卡羅法的計算結(jié)果比蒙特卡羅法更接近真解.

單樁承載力可靠度的非線性攝動隨機有限元分析——針對巖土工程中的duncan-chang非線性本構(gòu)模型，提出了二階非線性攝動隨機有限單元法的計算方法，編制了相應(yīng)的程序。在分析計算中，將隨機土性分布參數(shù)模擬為軸對稱隨機場，對隨機場的選擇方法、隨機場的局部平均...

通過建立工字鋼有限元模型,在不同壓下量的條件下對工字鋼矯直過程進行動態(tài)仿真模擬,隨著壓下量的變化,分析矯直后工字鋼殘余應(yīng)力的分布規(guī)律,給出在矯直工字鋼過程中的應(yīng)力、應(yīng)變分布。該仿真結(jié)果對確定矯直變形規(guī)律具有一定的實際指導(dǎo)意義。

雖然蒙特卡羅方法具有程序結(jié)構(gòu)簡單,計算效率與問題維數(shù)無關(guān)的優(yōu)點,但工程結(jié)構(gòu)的失效概率往往很小,要獲得精確的結(jié)果就需要大量樣本,因而計算效率低.針對這一問題,采用halton序列代替?zhèn)坞S機數(shù)并結(jié)合重要抽樣方法,提出計算可靠性靈敏度的擬蒙特卡羅法.該方法與傳統(tǒng)蒙特卡羅法相比顯著減少了樣本,提高了計算效率,并且誤差是確定的.以齒輪為研究對象,通過對接觸疲勞可靠性及可靠性靈敏度進行分析,證實了該方法在計算效率上的優(yōu)勢.

斷裂力學(xué)已被學(xué)術(shù)界公認是一種估算焊接結(jié)構(gòu)件疲勞壽命最有效的解決方法,但在該方法的應(yīng)用過程中,還存在著一些混亂現(xiàn)象,尤其對疲勞壽命影響較大的初始裂紋在現(xiàn)有技術(shù)難以檢測的情況下,不同學(xué)者往往給出不同的假設(shè),造成所評估的疲勞壽命相差很大。針對這些狀況,分析并澄清在應(yīng)用斷裂力學(xué)理論進行焊接結(jié)構(gòu)件疲勞可靠度估算中,應(yīng)力幅的正確使用及初始裂紋和臨界裂紋對疲勞壽命的影響,應(yīng)用蒙特卡羅法對起重機焊接箱形梁進行疲勞可靠度的仿真估算,并通過試驗結(jié)果的驗證,研究確定起重機焊接箱形梁初始裂紋的均值和標準差,為今后斷裂力學(xué)理論的壽命估算提供可靠的參考依據(jù)。

為了較準確地評估火災(zāi)條件下三面受火工字鋼截面的溫度分布,采用非穩(wěn)態(tài)的熱傳導(dǎo)計算理論對工字鋼上下翼緣與腹板進行分區(qū),分別計算了鋼構(gòu)件截面各部分的溫度場,綜合考慮表面熱阻、背火面的熱損失,較精確地分析出截面各部分溫度場分布。計算結(jié)果表明:鋼構(gòu)件各部分截面溫度呈極不均勻分布,受標準火60min和120min時,上翼緣比截面平均溫度低約57%和64%;下翼緣比截面平均溫度高約13%和20%;而腹板比截面平均溫度高約88%。鋼結(jié)構(gòu)截面各部分溫差較大將會引發(fā)較大的溫度應(yīng)力,更高的腹板溫度可能引發(fā)腹板率先破壞,在確定構(gòu)件保護層厚度時應(yīng)予充分重視。

為研究剛性懸索加勁鋼桁梁施工過程中的各種隨機誤差參數(shù)對結(jié)構(gòu)效應(yīng)的影響,采用ansys程序建立參數(shù)化模型。將大橋施工過程中的制作安裝誤差參數(shù)定義為隨機變量,運用monte-carlo隨機有限元法,進行東江大橋施工全過程隨機有限元分析,研究在隨機參數(shù)影響下結(jié)構(gòu)響應(yīng)的頻度、均值和標準差,并進行參數(shù)敏感性分析。研究結(jié)果表明:受隨機誤差參數(shù)的影響,結(jié)構(gòu)行為呈現(xiàn)較強的隨機性,成橋后結(jié)構(gòu)響應(yīng)的均值與其確定性計算結(jié)果的產(chǎn)生較大偏差,且存在較大的變異性,使得成橋后中支點附近桿件應(yīng)力超過容許值的概率大增;通過參數(shù)敏感性分析發(fā)現(xiàn),結(jié)構(gòu)恒載、剛度及橋門架偏位這三項誤差對結(jié)構(gòu)桿件應(yīng)力影響較大,是施工中應(yīng)主要控制的誤差參數(shù)。而橫向內(nèi)力調(diào)整誤差對結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響也不容忽視。

由于蒙特卡羅(mc)方法具有程序結(jié)構(gòu)簡單,收斂速度與問題維數(shù)無關(guān)等優(yōu)點,故其在結(jié)構(gòu)可靠性分析中得到了廣泛應(yīng)用。但是對于小失效概率等問題,計算效率低這一主要缺點限制了該方法的應(yīng)用范圍。為了解決mc方法存在的問題,通過引進單位超立方體中不同的低偏差點集代替?zhèn)坞S機數(shù)序列,并結(jié)合了重要抽樣技術(shù)建立了結(jié)構(gòu)可靠性分析的擬蒙特卡羅(qmc)方法。該方法不但可以大幅度減少抽樣點數(shù)目,還能夠得到確定性的估計值,避免傳統(tǒng)mc方法只能得到概率意義下誤差的缺陷。通過數(shù)值算例可以看出本文方法具有較高的計算精度和效率,因此適用于結(jié)構(gòu)可靠性分析問題。