結構可靠性設計基礎教案-第5章-結構體系可靠度

第五章結構體系可靠度整理ppt第五章:結構體系可靠度5.2結構體系的失效模式5.3結構體系的基本模型5.1結構元件的模擬主要內容5.4結構體系可靠度的計算整理ppt5.1結構元件的模擬第五章結構體系可靠度整理ppt5.1結構元件的模擬結構元件的定義：組成結構體系的基本構件，（梁，柱，支撐等）結構的失效元件：結構構件（元件）發(fā)生失效的點。

因此一個結構元件有多個失效元件。失效元件的分類：根據(jù)結構元件失效的性質分類（與構件的材料性質和受力性質有關）脆性元件

--一旦失效立即完全喪失功能的元件。延性元件

--

失效后仍能維持原有功能（能繼續(xù)承載）且其變形繼續(xù)的元件。荷載變形變形荷載脆性元件延性元件整理ppt5.1結構元件的模擬脆性元件和延性元件的表示符號：荷載變形脆性元件變形荷載延性元件整理ppt5.2結構體系的失效模式第五章結構體系可靠度整理ppt5.2結構體系的失效模式失效模式：當整個結構體系失效形成結構時，形成機構的一組失效元件稱為失效模式。完全失效路徑：對于某一失效模式，按失效元件序號組成的失效順序稱為完全失效路徑。不全失效路徑：對于未形成失效模式的按失效元件序號組成的失效順序稱為不完全失效路徑。失效路徑：按失效元件序號組成的失效順序稱為失效路徑。失效路徑的長度：失效路徑包含的元件數(shù)。1基本概念整理ppt5.2結構體系的失效模式鋼構架1523415431543212455132失效模式：1245，1235，1345，234。完全失效路徑：1524，1532，1534，324。不全失效路徑：152，153，32等。失效路徑：1524，1532，1534，324，152，153，32等。失效路徑的長度：4，4，4，3，3，3，2。整理ppt5.2結構體系的失效模式2結構體系的失效模式的影響因素組成結構的方式（靜定、超靜定）元件失效性質（脆性、延性）（1）靜定結構的失效模式由單個失效元件組成。（2）超靜定結構的失效模式由多個失效元件組成。（1）由脆性元件組成的失效模式與失效元件的先后順序有關。（2）由延性元件組成的失效模式與失效元件的先后順序無關，但與最后的失效時的所有失效元件有關。整理ppt5.2結構體系的失效模式3結構體系失效模式分類（按對結構體系失效概率貢獻大小分）求解結構體系可靠度的問題可轉換為結構體系主要失效模式的可靠度問題簡化結構體系可靠度計算過程，提高計算效率。次要失效模式對結構體系失效概率的貢獻可忽略的失效模式主要失效模式對結構體系失效概率的貢獻不可忽略的失效模式整理ppt5.3結構體系的基本模型第五章結構體系可靠度整理ppt5.3結構體系的基本模型

5.3.1串聯(lián)模型結構體系簡化為三種基本模型：串聯(lián)模型、并聯(lián)模型和串-并聯(lián)模型。SSPPP桁架桿件所有靜定結構的失效分析－串聯(lián)模型定義：若結構中任一元件失效，則整個結構失效，具有這種邏輯關系的結構體系稱為串聯(lián)模型。整理ppt5.3結構體系的基本模型5.3.2并聯(lián)模型定義：結構中有一個或一個以上的元件失效，剩余的元件或失效的延性元件，仍能維持整體結構的功能，具有這樣邏輯結構的體系稱為并聯(lián)模型。排架柱只有一個失效模式的所有超靜定結構~并聯(lián)模型SS整理ppt5.3結構體系的基本模型5.2.3串-并聯(lián)模型在超靜定結構中，若結構的失效模式有多種，則這類結構系統(tǒng)~串-并聯(lián)模型。截面塑性鉸元件124513452341235鋼構架1523415431543212455132整理ppt5.4結構體系的可靠度計算第五章結構體系可靠度整理ppt5.4結構體系可靠度的計算5.4.1串聯(lián)模型的可靠度計算假定結構體系由n個元件組成，令第

i個元件的功能函數(shù)：是非線性函數(shù)。是由n個基本隨機變量組成的隨機向量。假定存在變換，可將基本變量轉換成獨立的標準正態(tài)變量。整理ppt5.4結構體系可靠度的計算對每一個元件變換用相同的變化，并在設計點處線性化，則有：方向余弦。在設計點處線性化可得的近似值：可靠指標整理ppt5.4結構體系可靠度的計算是可靠指標向量。是線性化功能函數(shù)的相關矩陣。N維標準正態(tài)分布函數(shù)，其表達式為：是線性化安全余量的協(xié)方差矩陣，與其方差和相關系數(shù)有關。是矩陣的一個元素。整理ppt5.4結構體系可靠度的計算5.4.2并聯(lián)模型的可靠度計算假定存在變換，可將基本變量轉換成獨立的標準正態(tài)變量。假定結構體系由n個元件組成，令第

i個元件的功能函數(shù)：是非線性函數(shù)。是由n個基本隨機變量組成的隨機向量。整理ppt5.4結構體系可靠度的計算對每一個元件變換用相同的變化，并在設計點處線性化，則有：在設計點出線性化可得的近似值：方向余弦?？煽恐笜苏韕pt5.4結構體系可靠度的計算是可靠指標向量。是線性化安全余量的相關矩陣。N維標準正態(tài)分布函數(shù)，其表達式為：是線性化安全余量的協(xié)方差矩陣，與其方差和相關系數(shù)有關。是矩陣的一個元素。結構體系的可靠度計算主要難點：（1）失效模式的搜索；（2）失效模式之間相關性考慮。整理ppt5.4結構體系可靠度的計算5.4.3結構體系的可靠度上下界假定結構體系由

n個元件組成，令表示第i個元件的失效事件，令表示第i個元件的可靠事件，那么結構體系的失效事件

F

和安全事件S可表示為：當所有的失效事件相互獨立時，則有：串聯(lián)結構體系的可靠度總小于或等于構件的可靠度1、串聯(lián)模型可靠度的上下界整理ppt5.4結構體系可靠度的計算當所有的失效事件完全正相關時，則有：結構體系總處于上述兩種極端情況之間，因此串聯(lián)模型的失效概率界限為整理ppt5.4結構體系可靠度的計算并結構體系的可靠度總大于或等于構件的可靠度當所有的失效事件相互獨立時，則有：2、并聯(lián)模型可靠度的上下界假定結構體系由

n個元件組成，令表示第i個元件的失效事件，令表示第i個元件的可靠事件，那么結構體系的失效事件

F

和安全事件S可表示為：整理ppt5.4結構體系可靠度的計算當所有的失效事件完全正相關時，則有：結構體系總處于上述兩種極端情況之間，因此串聯(lián)模型的失效概率界限為整理ppt5.4結構體系可靠度的計算5.4.4結構體系的可靠度窄上下界假定結構體系由

n個元件組成，令表示第i個元件的失效事件，令表示第i個元件的可靠事件，那么結構體系的失效事件

F