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摘要
结构可靠度分析中失效概率本质上是随机变量失效域的多维积分问题,针对蒙特卡洛法(MCS)处理小概率事件时工作量大、效率低且误差分析困难的不足,将有限单元法应用于该类问题,提出了结构可靠度计算的有限单元数值逼近法。该算法首先对计算结果预设误差限,在此误差限内利用随机分布的概率集中性,将基本变量的概率分布空间分为高概率区间和低概率区间。为提高计算效率,舍弃低概率区间保留高概率区间建立计算域。采用有限单元法将计算域均匀划分为有限个互不重叠的单元,经筛选、累加位于失效域内单元的概率计算近似失效概率。通过增加有限单元法划分精细度实现数值逼近的计算过程,得到满足预设误差范围的失效概率。使用MCS法做对照,验算了三个数值算例,结果表明:新算法在同精度下计算效率显著提高,且具有较强的鲁棒性;可获得计算结果的误差范围。
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单位河南理工大学; 土木工程学院
