蒙特卡洛法設(shè)備可靠性故障預(yù)計(jì)和分析

鋼管具有易于腐蝕的特性,所以研究鋼管因腐蝕導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)失效具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)埋地鋼管的環(huán)向應(yīng)力的變化,結(jié)合管道的幾何尺寸、管道的腐蝕速率、管道的屈服強(qiáng)度等參數(shù),基于蒙特卡洛法建立腐蝕鋼管的可靠性模型,確定故障分布函數(shù),對腐蝕管道的各個(gè)參數(shù)和失效概率進(jìn)行分析和計(jì)算,并借助matlab工具完成整個(gè)仿真過程。

蒙特卡洛方法在巖土工程可靠性分析中的應(yīng)用——在目前的結(jié)構(gòu)可靠度分析方法中，蒙特卡洛(monte-carlo)方法被認(rèn)為是一種相對精確法。本文詳細(xì)介紹了蒙特卡洛方法的電算過程，并舉例對該方法的應(yīng)用進(jìn)行了演算。

在目前的結(jié)構(gòu)可靠度分析方法中,蒙特卡洛(monte-carlo)方法被認(rèn)為是一種相對精確法。本文詳細(xì)介紹了蒙特卡洛方法的電算過程,并舉例對該方法的應(yīng)用進(jìn)行了演算。

蒙特卡洛方法(montecarlomethod),也稱計(jì)算機(jī)隨機(jī)模擬方法,是二十世紀(jì)四十年代中期隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明而被提出的一種以概率統(tǒng)計(jì)理論為基礎(chǔ)的數(shù)值計(jì)算方法,最早被用于研制原子彈的\"曼哈頓計(jì)劃\"計(jì)劃,現(xiàn)也被用于求解結(jié)構(gòu)可靠性問題。因其具有不受限于功能函數(shù)的復(fù)雜性特征,隨機(jī)變量的維度也與函數(shù)的收斂速度無關(guān),且試驗(yàn)次數(shù)越多,結(jié)果越精確,借助于現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)技術(shù),也使得蒙特卡洛法用于結(jié)構(gòu)可靠性計(jì)算成為了可能并得到了廣泛的普及。目前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠性往往只是針對框架,將概率統(tǒng)計(jì)學(xué)引入到結(jié)構(gòu)可靠性中,實(shí)際上形成了一個(gè)全新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念,既是結(jié)構(gòu)

蒙特卡洛方法（montecarlomethod）,也稱計(jì)算機(jī)隨機(jī)模擬方法,是二十世紀(jì)四十年代中期隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明而被提出的一種以概率統(tǒng)計(jì)理論為基礎(chǔ)的數(shù)值計(jì)算方法,最早被用于研制原子彈的＂曼哈頓計(jì)劃＂計(jì)劃,現(xiàn)也被用于求解結(jié)構(gòu)可靠性問題。因其具有不受限于功能函數(shù)的復(fù)雜性特征,隨機(jī)變量的維度也與函數(shù)的收斂速度無關(guān),且試驗(yàn)次數(shù)越多,結(jié)果越精確,借助于現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)技術(shù),也使得蒙特卡洛法用于結(jié)構(gòu)可靠性計(jì)算成為了可能并得到了廣泛的普及。目前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠性往往只是針對框架,將概率統(tǒng)計(jì)學(xué)引入到結(jié)構(gòu)可靠性中,實(shí)際上形成了一個(gè)全新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念,

本文介紹了配電系統(tǒng)可靠性分析的基本方法,采用蒙特卡羅模擬法(mcs)分析簡單的輻射型單端供電網(wǎng)絡(luò)的可靠性及其相關(guān)指標(biāo),并與故障模擬后果分析法進(jìn)行比較分析。并通過改變各元件參數(shù)、增加備用電源,分析影響負(fù)荷點(diǎn)指標(biāo)和系統(tǒng)指標(biāo)的因素,找出影響蒙特卡羅模擬法計(jì)算精度和可靠性的因素。

針對接地系統(tǒng)＋雙極運(yùn)行的直流配電網(wǎng),通過分析系統(tǒng)運(yùn)行方式、元件壽命、分布式電源輸出功率等方面對電網(wǎng)可靠性的作用機(jī)理,并基于校正模型和序貫蒙特卡洛法,利用模擬數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)直流配電網(wǎng)的可靠性評估與校正以及可靠性預(yù)測值的空間特性分析與研究;最后,利用校正模型偏差和故障率預(yù)測參數(shù)對其未來10年可靠性進(jìn)行預(yù)測,分析預(yù)測值的空間分布特性,算例證明了該方法的有效性。

介紹了一種基于貝葉斯理論和蒙特卡洛模擬的樁基可靠度分析設(shè)計(jì)方法.結(jié)合歐洲巖土設(shè)計(jì)規(guī)范eurocode7設(shè)計(jì)過的一個(gè)樁基實(shí)例,進(jìn)行了可靠度分析設(shè)計(jì)與結(jié)果比較,所得設(shè)計(jì)結(jié)果與eurocode7結(jié)果是一致的.該方法給設(shè)計(jì)者提供了足夠的主動(dòng)性和靈活性,去調(diào)整目標(biāo)失效概率或建立適當(dāng)?shù)募僭O(shè)或簡化,且不需要增加任何附加工作量.最后闡述了土的有效內(nèi)摩擦角ψ和可變荷載q的不確定性對可靠度設(shè)計(jì)的影響.

提出一種基于蒙特卡洛模擬的巖質(zhì)邊坡可靠度設(shè)計(jì)方法,建立基于蒙特卡洛模擬的巖質(zhì)邊坡可靠度設(shè)計(jì)實(shí)用框架,將設(shè)計(jì)過程分成4個(gè)獨(dú)立的子模塊,整個(gè)設(shè)計(jì)過程清晰明了,便于工程師理解和掌握,在設(shè)計(jì)中允許工程師根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際工況靈活地調(diào)整目標(biāo)失效概率和不確定性參數(shù)的概率模型。通過香港秀茂坪巖質(zhì)天然邊坡說明所提出的方法和設(shè)計(jì)框架,結(jié)果表明:(1)根據(jù)提出的方法通過執(zhí)行一次mcs得到的設(shè)計(jì)空間內(nèi)所有方案的失效概率與對每個(gè)設(shè)計(jì)方案重復(fù)執(zhí)行mcs得到的失效概率十分一致,驗(yàn)證了所提出的方法的有效性;(2)目標(biāo)失效概率以及不確定性參數(shù)的變異性和相關(guān)性顯著影響邊坡的最終設(shè)計(jì)方案,這種影響可以通過提出的方法合理地考慮到巖質(zhì)邊坡可靠度設(shè)計(jì)中;(3)在工程實(shí)際中,高估不確定性參數(shù)的變異性和忽略不確定性參數(shù)間的負(fù)相關(guān)性,均導(dǎo)致高估邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差,進(jìn)而低估邊坡可靠度指標(biāo),導(dǎo)致相對保守的設(shè)計(jì),偏于安全;然而,忽略不確定性參數(shù)間的正相關(guān)性則可能導(dǎo)致相反的結(jié)果,設(shè)計(jì)偏于不安全。

利用蒙特卡羅法的理論,把土性參數(shù)c、φ作為隨機(jī)變量,應(yīng)用fortran語言編制了計(jì)算凍土邊坡在凍結(jié)和融化過程的失效概率和可靠度的程序,對凍融過程邊坡的可靠度評價(jià)進(jìn)行了初步研究。通過工程算例對所提出方法進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明所提出的方法可行有效。

城市防洪工程經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析的蒙特卡洛法——城市防洪工程經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析的蒙特卡洛法

本文根據(jù)一套機(jī)械手系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,推導(dǎo)了其運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,采用蒙特卡洛法,對機(jī)械手的可達(dá)工作空間進(jìn)行了推導(dǎo)與計(jì)算,通過對其特定工況下的各關(guān)節(jié)變量的配合情況分析,求解并分析了其在該特定工況下的工作空間范圍,采用matlab語言編寫了相應(yīng)的分析程序。從而為機(jī)械手的工作空間分析及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化奠定了良好基礎(chǔ)。

本文以經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值為評價(jià)指標(biāo)來度量項(xiàng)目的投資風(fēng)險(xiǎn),確定各影響因素的概率分布,建立了基于三角分布的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的隨機(jī)模型,采用蒙特卡羅方法進(jìn)行模擬,利用matlab編程實(shí)現(xiàn),得到投資項(xiàng)目的凈現(xiàn)值頻數(shù)分布的直方圖和累計(jì)頻率曲線圖,并對模擬結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析,可得到凈現(xiàn)值的平均預(yù)測值以及風(fēng)險(xiǎn)率,為評價(jià)投資項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)提供了理論依據(jù)。

城市防洪工程經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析是城市防洪工程規(guī)劃與評價(jià)的重要內(nèi)容。探討了城市防洪工程經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析的蒙特卡洛法的具體實(shí)現(xiàn)途徑,指出蒙特卡洛法的關(guān)鍵是如何建立由均勻分布隨機(jī)數(shù)轉(zhuǎn)換為所研究的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)隨機(jī)變量的隨機(jī)模擬模型。實(shí)例分析的初步結(jié)果說明:蒙特卡洛法通過隨機(jī)模擬模型可以比解析方法考慮更多的情況,因此其計(jì)算結(jié)果更為準(zhǔn)確;而簡化的解析方法的計(jì)算精度不高,在重要城市防洪工程經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)應(yīng)慎重使用。

以應(yīng)用蒙特卡洛法對灌溉工程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析為目的,首先介紹了蒙特卡洛法的基本思想,隨后介紹本問題計(jì)算過程的基本思路,并利用visualbasic6.0為平臺開發(fā)軟件,快速對相關(guān)函數(shù)進(jìn)行求解。

提出了一種基于蒙特卡洛方法的事故模擬研究.通過模擬一個(gè)建筑行業(yè)常見的場景,估算落物事故的概率,并且通過加入指示標(biāo)示這一簡單的物體,利用蒙特卡洛方法計(jì)算事故概率,對比來研究安全標(biāo)示對于落物事故的影響.仿真結(jié)果表明此算法能夠比較精確地估計(jì)建筑行業(yè)關(guān)于落物風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生概率,對各事故的機(jī)理研究以及其他一些重大事故的研究提供參考.

隨著中國經(jīng)濟(jì)和房地產(chǎn)市場的發(fā)展,房地產(chǎn)市場競爭日益激烈,不確定因素日益增多,房地產(chǎn)開發(fā)過程中可能面臨的風(fēng)險(xiǎn)因素越來越多,風(fēng)險(xiǎn)損失規(guī)模也越來越大,這些都要求各房地產(chǎn)公司加強(qiáng)自身風(fēng)險(xiǎn)管理。

海外epc+ppp項(xiàng)目,具有投資規(guī)模大、周期長、不確定因素多、風(fēng)險(xiǎn)高等特點(diǎn),傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)評價(jià)方法無法全面體現(xiàn)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn).針對這一現(xiàn)狀,總結(jié)了此類項(xiàng)目特點(diǎn),提出基于蒙特卡洛數(shù)值模擬法的epc+ppp項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評估方法,并以喀麥隆克里比深水港集裝箱碼頭運(yùn)營項(xiàng)目為例進(jìn)行說明.結(jié)果表明,基于蒙特卡洛法的此類項(xiàng)目投資風(fēng)險(xiǎn)評估能更全面、直觀地描述風(fēng)險(xiǎn).

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(diǎn),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(jì)算效率低這一主要缺點(diǎn)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(jìn)單位超立方體中不同的低偏差點(diǎn)集代替?zhèn)坞S機(jī)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(diǎn)數(shù)目,還能夠得到確定性的估計(jì)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(jì)算精度和效率,因此適用于結(jié)構(gòu)可靠性分析問題。

運(yùn)用ansys軟件中參數(shù)化語言設(shè)計(jì)與蒙特卡羅法相結(jié)合的隨機(jī)有限元法,以內(nèi)六角扳手為研究對象,選擇扳手的多種設(shè)計(jì)參數(shù)和作用載荷為隨機(jī)變量,在假定的統(tǒng)計(jì)分布情況下進(jìn)行扳手的強(qiáng)度可靠性分析。結(jié)果顯示,隨著抽樣次數(shù)的增多,輸出變量detss的均值逐漸收斂趨于穩(wěn)定,這表明運(yùn)用ansys和蒙特卡羅法相結(jié)合的方法對扳手結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的可靠性分析是可行的。

本文通過運(yùn)用水晶球軟件的蒙特卡洛法對房地產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析,通過相關(guān)分析對房地產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目的贏利性、風(fēng)險(xiǎn)大小等各個(gè)方面作出了預(yù)測,為今后的決策提供參考依據(jù)。

巖體的非均質(zhì)性使得傳統(tǒng)確定性分析方法在復(fù)雜巖層的邊坡的風(fēng)險(xiǎn)評估中存在較大的偶然性和不確定性。針對巖性復(fù)雜的三峽庫區(qū)泄灘邊坡,利用蒙特卡洛方法,采用不同巖體參數(shù)的隨機(jī)分布,自動(dòng)搜索滑動(dòng)面,計(jì)算其失效概率。結(jié)合邊坡的滲流場,綜合評價(jià)泄灘邊坡穩(wěn)定性并對其進(jìn)行支護(hù)。結(jié)果表明:巖土體參數(shù)近似服從韋伯分布；滲流場的分布決定了邊坡的破壞機(jī)制；泄灘邊坡素填土的強(qiáng)度參數(shù)對邊坡失效概率的影響較為顯著；泄灘失效概率為12%,最小安全系數(shù)為0.758。針對素填土進(jìn)行噴錨支護(hù),安全系數(shù)提高到1.395,失效概率降為0,支護(hù)方式有效。結(jié)合滲流場分布,利用不確定性分析方法可以更全面的描述工程邊坡穩(wěn)定性,將邊坡失效概率與破壞機(jī)理結(jié)合,快速為工程提供可靠的描述及風(fēng)險(xiǎn)評估,并為邊坡破壞的預(yù)測及采取支護(hù)方式提供了依據(jù)。