不确定性结构机构可靠性建模分析方法

本书是作者团队在机械可靠性理论和不确定性理论方面的研究成果及工程应用成果的系统总结，提出基于不确定测度和不确定空间的不确定性可靠度，以及不确定性可靠度系数，研究不确定空间下的可靠性建模和度量方法；以概率和非概率集合理论为基础，研究随机和区间混合变量可靠性分析与设计优化方法，可解决复杂不确定性(源参数、时变)环境下机械结构机构可靠性量化设计和分析问题。本书可作为机械工程、航空宇航、力学、土木工程、兵器科学与工程、核科学与技术、船舶与海洋工程、机械结构可靠性与安全工程等相关专业硕士研究生、博士研究生教材，也可供相关领域的科研与工程技术人员学习参考。

前言
第1章 绪论 1
1.1 结构机构可靠性理论综述 1
1.1.1 结构机构可靠性理论发展历史 1
1.1.2 结构可靠性理论 4
1.1.3 机构可靠性理论 5
1.2 结构机构可靠性设计优化方法研究现状 6
1.2.1 基于可靠性的设计优化 6
1.2.2 多目标多学科可靠性设计优化 6
1.3 本书研究内容 8
参考文献 9
第一篇 不确定可靠性建模分析方法
第2章 不确定空间下可靠性模型和度量方法 13
2.1 引言 13
2.2 不确定测度和不确定空间 14
2.3 不确定空间下的可靠性模型 16
2.3.1 不确定可靠度和不确定可靠度系数 16
2.3.2 机构“响应-阈值”不确定干涉模型 18
2.3.3 机构“响应-阈值”不确定极限状态函数 21
2.3.4 不确定空间和极坐标系下的可靠性模型 23
2.4 本章小结 31
参考文献 32
第3章 不确定参数复合的可靠性分析方法 33
3.1 引言 33
3.2 不确定参数复合的一次可靠性方法 34
3.2.1 UUFORM计算原理 34
3.2.2 计算流程 36
3.2.3 算例分析 38
3.3 不确定参数复合的二次可靠性方法 41
3.3.1 UUSORM计算原理 41
3.3.2 计算流程 44
3.3.3 算例分析 46
3.4 本章小结 49
参考文献 50
第4章 机会测度和模糊随机可靠性分析评价 51
4.1 引言 51
4.2 基于机会理论的机构可靠性量化 52
4.2.1 机会理论基础 52
4.2.2 基于机会理论的可靠性 53
4.3 随机模糊不确定性下的可靠性分析方法 54
4.3.1 多状态系统的性能可靠性评估 54
4.3.2 考虑随机和模糊变量的多状态性能可靠性模型 55
4.4 考虑随机和模糊变量的机构可靠性模型仿真方法 56
4.4.1 统计分析模型 56
4.4.2 基于机会论的可靠性模拟方法 57
4.5 案例分析 58
4.6 本章小结 62
参考文献 63
第二篇 随机区间混合/概率时变可靠性分析方法
第5章 随机区间混合不确定可靠性分析方法 67
5.1 引言 67
5.2 基于优选熵和证据理论的可靠性分析方法 67
5.2.1 优选熵和证据理论的基本原理 67
5.2.2 基于优选熵原理的证据推理方法 69
5.2.3 基于证据理论的AFOSM显式迭代算法 71
5.2.4 数值算例验证与工程案例 73
5.3 齿轮-转子机构系统共振可靠性分析 78
5.3.1 齿轮-转子系统扭振模型 78
5.3.2 系统固有频率近似解推导 79
5.3.3 共振失效极限状态函数建立 81
5.3.4 数值算例 82
5.4 本章小结 83
参考文献 83
第6章 基于替代函数的混合动态可靠性分析 84
6.1 引言 84
6.2 混合动态可靠性分析的基础知识 84
6.2.1 混合动态可靠性 84
6.2.2 混合动态可靠性分析的性能极值法 85
6.3 混合动态可靠性分析的主动学习极值响应面法 86
6.3.1 基本思想 86
6.3.2 初始抽样 87
6.3.3 构建初始极值响应面 88
6.3.4 更新极值响应面 89
6.3.5 算法框架 91
6.4 算例分析 92
6.4.1 计算可靠度下限值 92
6.4.2 锈蚀钢筋弯曲梁可靠度计算 94
6.4.3 四杆函数发生器机构的可靠度计算 96
6.5 本章小结 99
参考文献 99
第7章 概率时变可靠性仿真分析方法 100
7.1 引言 100
7.2 时变可靠性向非时变可靠性转化方法 101
7.2.1 时变可靠性仿真评价总体分析流程 101
7.2.2 时变可靠性问题的非时变转换求解方法 103
7.3 神经网络和重要抽样相结合的可靠度仿真方法 108
7.3.1 基于径向基函数的神经网络可靠性分析 108
7.3.2 基于径向基函数的神经网络与MCDIS方法结合的可靠性仿真方法 110
7.3.3 仿真效率案例验证 113
7.4 Kriging和重要抽样混合的可靠度仿真方法 120
7.4.1 Kriging响应面模型 120
7.4.2 Kriging与MCROIS混合的可靠度仿真方法 121
7.4.3 仿真效率案例验证 126
7.5 本章小节 133
参考文献 133
第三篇 基于模糊不确定性的结构系统动态优化与随机区间混合可靠性设计优化
第8章 基于模糊不确定性的结构系统动态优化 137
8.1 基本参数误差的不确定性结构系统建模 137
8.1.1 结构设计分析方法 137
8.1.2 基本理论 138
8.1.3 随机误差 140
8.1.4 随机建模分析 141
8.2 基于模糊不确定性的动态优化新模型与分析 142
8.2.1 动态优化与模糊等价值定义 142
8.2.2 模糊动态模型与性质 144
8.2.3 基于切平面分解技术的求解方法 146
8.3 案例分析 148
8.4 本章小结 153
参考文献 154
第9章 随机区间混合多目标可靠性设计优化 156
9.1 引言 156
9.2 MRDO的数学模型 157
9.3 构建区间随机阶矩目标函数 158
9.4 基于灰色和证据理论的多目标可靠性设计优化方法 160
9.4.1 灰色系统理论和性能测量可靠性分析方法 160
9.4.2 基于灰色系统理论和证据理论的多目标权重量化方法 162
9.4.3 数值算例与工程案例 165
9.5 基于公理化的多目标非耦合可靠性设计优化策略 169
9.5.1 机构系统运动精度模型分析 169
9.5.2 基于公理化的非耦合可靠性设计优化模型 170
9.5.3 平面连杆机构运动精度多目标可靠性设计优化 173
9.5.4 空间对接锁机构运动精度可靠性设计优化 177
9.6 本章小结 181
参考文献 182
第10章 随机区间混合多目标多学科可靠性设计优化 184
10.1 引言 184
10.2 博弈基础理论 185
10.2.1 博弈定义与组成要素 185
10.2.2 博弈类型 186
10.3 博弈与多目标多学科可靠性设计优化的关系 186
10.4 竞争博弈求解策略 187
10.4.1 多目标多学科可靠性设计优化模型 187
10.4.2 基于设计变量集映射的博弈方策略分解 188
10.4.3 算法框架 191
10.4.4 算例分析 192
10.5 自适应行为博弈求解策略 199
10.5.1 自适应行为博弈的技术原理 199
10.5.2 自适应行为规则与收益函数映射 200
10.5.3 算法框架 200
10.5.4 算例分析 201
10.6 本章小结 205
参考文献 205
附录A 207