一种改进的求解自锚式悬索桥可靠度的方法

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【摘要】在现实工程中，可靠性的研究方法日益受到研究者的关注。经过多年的研究和发展，以概率模型为基础的可靠性理论已经日趋成熟并应用于各个领域，但是在具体的实践过程中，却因其固有的缺陷而陷入困境。本文在前人的研究成果上，以非概率可靠性理论为理论基础，结合当下流行的有限元分析软件和数值分析软件，使得自锚式悬索桥的可靠度计算程序化、模块化、快捷化。

【关键词】可靠度；ANSYS；MATLAB；数据接口；自锚式悬索桥

1.引言

工程结构可靠度是指结构在规定的时间内，在规定的条件下完成的预定功能的概率。而对于自锚式悬索桥的可靠度分析及计算，由于与大多数实际工程相同，通常无法建立显示功能函数，结构响应只能通过数值方法来获得。对于这一类问题，可采用蒙特卡罗结合有限元法、随机有限元法及响应面法进行求解。本文通过MATLAB优化工具箱，并借助大型有限元分析软件ANSYS的APDL参数化设计语言和接口功能，在原有响应面法的基础上进行改进，实现了MATLAB与ANSYS之间的相互调用与数据互通，从而快捷、方便的实现了自锚式悬索桥的可靠度计算。

2.响应面法计算可靠度的基本思路

5.结论与展望

对于实际工程中自锚式悬索桥某项功能函数无法明确表达的可靠度计算问题，利用文中所介绍的MATLAB-ANSYS相互调用的方法求解，借助ANSYS有限元软件的精确建模和MATLAB数值分析软件的强大计算能力，可使问题程序化，规范化，从而使计算在准确度的基础上，提高解题效率。文中所述方法可进一步修改，并在可靠度优化问题和稳健优化问题中进行更为深度的运用，限于篇幅，文中不再讲述。相信MATLAB等数值分析软件和ANSYS等结构有限元分析软件的联合运用可使工程技术人员更好的思考和解决问题，提高工作效率和解题质量，这将对结构可靠度理论的推广使用起到积极的作用。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准.建筑结构可靠度设计统一标准.GB20068-2001[S].

[2]陈明著.结构可靠度分析：方法与程序[M].北京：科学出版社，2009.