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