FSCE |基於概率密度演化理論的工程可靠性分析:從工程結構到生命線...

2020-12-27 科學網
FSCE |基於概率密度演化理論的工程可靠性分析：從工程結構到生命線網絡

論文標題：A PDEM-based perspective to engineering reliability: From structures to lifeline networks (基於概率密度演化理論的工程可靠性分析：從工程結構到生命線網絡)

期刊：Frontiers of Structural and Civil Engineering

作者：Jie Li（李傑）

發表時間：09 September 2020

DOI：10.1007/s11709-020-0636-1

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工程可靠性研究已有90餘年的發展歷史。然而，直至2007年，結構系統的整體可靠性分析問題仍然懸而未決。失效模式組合爆炸與失效機理概率相關，構成了經典整體可靠度分析研究中幾乎不可逾越的兩大瓶頸問題。近年來，得益於概率密度演化理論的研究，基於物理的系統可靠性研究為突破這一困境開闢了一條新的道路。Frontiers of Structural and Civil Engineering（結構與土木工程前沿）期刊2020年第5期刊發的A PDEM-based perspective to engineering reliability: From structures to lifeline networks 一文介紹了概率密度演化方法的理論基礎，推導給出了概率耗散系統的廣義概率密度演化方程。結合物理方程、廣義概率密度演化方程和結構失效準則，提出了物理綜合法。這一方法，綜合了結構受力力學分析原理、結構物理失效準則與隨機性在物理系統中的傳播規律，為分析工程結構乃至工程網絡系統整體可靠性提供了一個具有普遍適用性的理論框架。結合鐵路橋梁疲勞壽命分析（圖1）、高層建築結構整體可靠度分析（圖2）、以及供水管網功能可靠性分析（圖3）等實際分析案例，展示了物理綜合法在工程中的實用可能性。

圖1 高速鐵路橋疲勞壽命分析

圖2 高層建築結構整體抗震可靠度分析

圖3 供水管網功能可靠度分析

文章指出：基於物理研究隨機系統的基本思想，不僅可以為第三代結構設計理論的建立奠定理性基礎，而且可能在認識探索客觀世界的過程中發揮著關鍵作用。

摘要：

Research of reliability of engineering structures has experienced a developing history for more than 90 years. However, the problem of how to resolve the global reliability of structural systems still remains open, especially the problem of the combinatorial explosion and the challenge of correlation between failure modes. Benefiting from the research of probability density evolution theory in recent years, the physics-based system reliability researches open a new way for bypassing this dilemma. The present paper introduces the theoretical foundation of probability density evolution method in view of a broad background, whereby a probability density evolution equation for probability dissipative system is deduced. In conjunction of physical equations and structural failure criteria, a general engineering reliability analysis frame is then presented. For illustrative purposes, several cases are studied which prove the value of the proposed engineering reliability analysis method.

期刊介紹

Frontiers of Structural and Civil Engineering（結構與土木工程前沿）是由教育部主管、高等教育出版社出版、德國Springer公司海外發行的Frontiers系列英文學術期刊之一，以網絡版和印刷版兩種形式出版，於2007年1月創刊， 雙月刊。其宗旨是面向全球綜合展示當前結構與土木工程領域的最新理論和學術前沿進展，成為海內外同行進行學術交流的信息平臺與窗口。聯合主辦單位是中國工程院和同濟大學。

本刊主編為同濟大學崔俊芝院士、南京水利科學研究院張建雲院士和中國工程院外籍院士Surendra P. Shah教授。本刊致力打造土木工程學科重大原創性學術成果和突破性創新技術交流的前沿陣地，重點關注學科交叉的前沿研究和重大工程的科技創新，旨在追蹤在結構工程、橋梁工程、交通工程、水利與港口工程、巖土及地下工程，以及工程力學和材料科學等領域的最新學術成果和科技進展。本刊所登論文篇幅不限。

· 國際權威檢索系統收錄：SCI，Ei，INSPEC，SCOPUS和中國科學引文資料庫 （CSCD）核心庫等

· 通過Springerlink平臺面向全球推廣，全球發行

· 國際化審稿平臺，隨時查詢稿件處理狀態

· 在線優先出版形式，保證文章以最快速度發表

· 無版面費

期刊主頁

http://journal.hep.com.cn/fsce

在線投稿

http://mc.manuscriptcentral.com/fsce

（來源：科學網）

 

 

 

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