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An Efficient Method for Reliability-based Multidisciplinary Design Optimization 被引量:12
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作者 范辉 李为吉 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2008年第4期335-340,共6页
Design for modem engineering system is becoming multidisciplinary and incorporates practical uncertainties; therefore, it is necessary to synthesize reliability analysis and the multidisciplinary design optimization ... Design for modem engineering system is becoming multidisciplinary and incorporates practical uncertainties; therefore, it is necessary to synthesize reliability analysis and the multidisciplinary design optimization (MDO) techniques for the design of complex engineering system. An advanced first order second moment method-based concurrent subspace optimization approach is proposed based on the comparison and analysis of the existing multidisciplinary optimization techniques and the reliability analysis methods. It is seen through a canard configuration optimization for a three-surface transport that the proposed method is computationally efficient and practical with the least modification to the current deterministic optimization process. 展开更多
关键词 multidisciplinary design optimization (MDO) concurrent subspace optimization reliability analysis advanced first order second moment method
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Reliability-based concurrent subspace optimization method
2
作者 范辉 李为吉 《Journal of Harbin Institute of Technology(New Series)》 EI CAS 2008年第2期224-227,共4页
To avoid the high computational cost and much modification in the process of applying traditional reliability-based design optimization method, a new reliability-based concurrent subspace optimization approach is prop... To avoid the high computational cost and much modification in the process of applying traditional reliability-based design optimization method, a new reliability-based concurrent subspace optimization approach is proposed based on the comparison and analysis of the existing multidisciplinary optimization techniques and reliability assessment methods. It is shown through a canard configuration optimization for a three-surface transport that the proposed method is computationally efficient and practical with the least modification to the current deterministic optimization process. 展开更多
关键词 muhidisciplinary design optimization concurrent subspace optimization reliability assessment advanced first order second moment method
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基于随机场的大跨悬索桥挠度可靠度评估方法
3
作者 程进 孙克荻 袁义 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期13-21,共9页
大跨度悬索桥造价高,通行量大,扮演着交通网络的关键角色。作为控制性工程,目前主要采用有限元方法等确定性的分析方法对其安全可靠性进行计算和分析。但是实际工程中的结构参数具有不确定性,同时在空间上还存在变异性和相关性,故引入... 大跨度悬索桥造价高,通行量大,扮演着交通网络的关键角色。作为控制性工程,目前主要采用有限元方法等确定性的分析方法对其安全可靠性进行计算和分析。但是实际工程中的结构参数具有不确定性,同时在空间上还存在变异性和相关性,故引入随机场因素的影响。采用数值分析方法,结合随机场理论与可靠度理论,提出了基于随机场的大跨度悬索桥可靠度评估方法。方法主要包括3方面内容:采用中心点法和相关函数处理随机场;采用有限元方法进行结构数值分析;采用一次二阶矩法中的验算点法进行结构可靠度指标计算。介绍了方法的具体实现流程,编写了与之对应的分析程序,通过若干数值算例验证了方法和程序的准确性和适用性。最后以三塔四跨悬索桥——温州瓯江北口大桥为工程实例,考虑桥梁结构参数的不确定性及其在空间上的变异性和相关性,在正常使用极限状态下对其挠度可靠度进行评价,分析了考虑随机场对温州瓯江北口大桥挠度可靠度指标的影响。结果表明:该文提出的方法适用于大跨度悬索桥的可靠度评估。考虑随机场相比不考虑随机场计算得到的正常使用极限状态下的挠度可靠度指标偏小。这说明,忽略大跨度悬索桥结构参数在空间上的变异性和相关性,会导致过高估计结构在正常使用极限状态下的挠度可靠度。 展开更多
关键词 悬索桥 随机场 一次二阶矩法 有限元分析 可靠度指标
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基于指数积理论的数控机床加工精度可靠性分析
4
作者 王智明 许腾 周健 《兰州理工大学学报》 北大核心 2025年第5期46-53,共8页
数控机床的加工精度是影响产品质量的重要因素.为了提高多轴数控机床的加工精度可靠性,基于指数积理论建立了机床几何误差模型和加工精度可靠性模型.采用改进的一次二阶矩法,分析了机床加工精度的可靠性和几何误差项的灵敏度,提出了通... 数控机床的加工精度是影响产品质量的重要因素.为了提高多轴数控机床的加工精度可靠性,基于指数积理论建立了机床几何误差模型和加工精度可靠性模型.采用改进的一次二阶矩法,分析了机床加工精度的可靠性和几何误差项的灵敏度,提出了通用的机床精度分配方法.该方法不仅给出了机床垂直度误差的物理意义,而且解决了矩阵奇异问题.以大型数控导轨磨床为例,根据几何误差项的灵敏度进行分析,通过优化调整主要几何误差项提高磨床的加工精度可靠性.结果表明,该精度分配方法有效可行. 展开更多
关键词 精度分配 改进的一次二阶矩法 加工精度可靠性 指数积模型
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基于小波神经网络的新型角度传感器补偿技术 被引量:1
5
作者 赵伦 张靖 +3 位作者 周路遥 季丹 尹蝶 普春芬 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第4期96-100,共5页
针对现有霍尔角度传感器、光电编码器等存在编码难度较大、成本较高的问题,设计了一种新型的角度传感器,主要由激光器、摄像头、转盘和转轴组成,转轴带动转盘转动时,转盘上的激光器发出的激光束在摄像头中的成像上形成光斑,利用二阶矩... 针对现有霍尔角度传感器、光电编码器等存在编码难度较大、成本较高的问题,设计了一种新型的角度传感器,主要由激光器、摄像头、转盘和转轴组成,转轴带动转盘转动时,转盘上的激光器发出的激光束在摄像头中的成像上形成光斑,利用二阶矩法识别出光斑中心点坐标,并将其转换为对应的旋转角度值。利用傅里叶级数拟合法对旋转角度与光斑中心点坐标进行拟合分析,以确定传感器的非线性特性。并采用小波神经网络(WNN)对传感器存在的非线性问题进行补偿。实验结果表明:经WNN补偿后,传感器的非线性误差从2.39降低至1.56,测量精度达到了0.84°。 展开更多
关键词 角度传感器 小波神经网络 二阶矩法 傅里叶级数 非线性补偿
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选区激光熔化成形Ti6Al4V的性能可靠性分析
6
作者 黄伟波 赵晓宇 +1 位作者 高旭 朱丽莎 《焊接》 2025年第10期14-22,共9页
【目的】该文以选区激光熔化(Selection laser melting,SLM)成形的Ti6Al4V为例,分析主要加工参数对材料性能的影响情况。【方法】采用Elman神经网络(Elman neural network,ENN),在少量试验数据的基础上获取三水平三因素全因子设计数据,... 【目的】该文以选区激光熔化(Selection laser melting,SLM)成形的Ti6Al4V为例,分析主要加工参数对材料性能的影响情况。【方法】采用Elman神经网络(Elman neural network,ENN),在少量试验数据的基础上获取三水平三因素全因子设计数据,以节省时间和成本。采用多元回归分析(Multiple regression analysis,MRA)对三水平三因素全因子设计的数据进行拟合,得到各性能关于工艺参数的多项式。利用拟合的多项式获得各性能对应的极限状态方程,并使用二阶矩法(Second moment method,SM)计算选区激光熔化成形Ti6Al4V试样的可靠度,与蒙特卡洛法(Monte Carlo method,MCM)得到的结果进行对比。通过对可靠性灵敏度的计算,分析各工艺参数对各性能可靠性的影响程度。【结果】ENN对Ti6Al4V试样的抗剪强度、硬度和密度3种性能均有较好的预测能力。MRA获得各性能的拟合方程均具有良好的预测精度。采用蒙特卡洛法和二阶矩法计算可靠性指标、失效概率和可靠度,2种方法的计算结果都很接近。在给定的工艺参数和性能值条件下,获得合格产品的可靠度为0.999675。【结论】激光功率与可靠性呈正相关,扫描速度和扫描间距与可靠性呈负相关。各变量对可靠性的影响由大到小依次为扫描速度、激光功率和扫描间距。 展开更多
关键词 选区激光熔化 ELMAN神经网络 二阶矩法 性能可靠性 可靠性灵敏度
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无平方因子数在随机游走中的分布
7
作者 洪俊 吴小胜 《大学数学》 2025年第2期1-5,共5页
一个正整数如果不能被除1以外的完全平方数整除,则称为无平方因子数.无平方因子数的相关性质在许多经典数论问题的研究中都有重要应用.借助于概率论中的二阶矩方法,发现经典的随机游走并不改变无平方因子数的分布密度,且与游走的概率无关.
关键词 随机游走 无平方因子数 二阶矩方法
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密闭火工作动装置壳体壁厚可靠性设计
8
作者 高瑞利 王鹏飞 +2 位作者 尹庆国 孙鹏 白玉帅 《光电技术应用》 2025年第3期76-82,共7页
针对密闭火工作动装置使用中存在作动后壳体形变量过大导致的卡滞问题,基于应力-强度干涉模型,提出了一种密闭火工作动装置壳体壁厚可靠性设计方法,并给出典型密闭火工作动装置详细算例。利用验证后的仿真模型计算并拟合得到作动后壳体... 针对密闭火工作动装置使用中存在作动后壳体形变量过大导致的卡滞问题,基于应力-强度干涉模型,提出了一种密闭火工作动装置壳体壁厚可靠性设计方法,并给出典型密闭火工作动装置详细算例。利用验证后的仿真模型计算并拟合得到作动后壳体形变量与壳体壁厚之间的函数关系式,采用一次二阶矩法迭代计算,得到与给定壁厚标准差对应且满足可靠度要求的壳体壁厚均值设计点。结果表明,壳体壁厚标准差为0.1mm时,壁厚均值的设计点为1.34mm,此时作动后壳体形变量不大于壳体,且与安装孔间隙尺寸的可靠度为0.9909,比常规安全系数法设计的壳体质量减小了约7.7%。该方法可从控制壳体壁厚的均值和标准差两方面进行调整,具有较高的技术效益和经济效益。 展开更多
关键词 密闭火工作动装置 壳体壁厚 可靠性 应力-强度干涉模型 一次二阶矩法
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基于极限承载力分析的覆冰输电塔可靠性评估 被引量:18
9
作者 姚陈果 李宇 +3 位作者 周泽宏 李成祥 张磊 左周 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2609-2614,共6页
针对目前输电杆塔结构可靠性分析存在的难点,将基于有限元非线性屈曲分析得到的结构极限承载力与杆塔可靠性分析相结合,从结构整体响应出发对覆冰作用下杆塔的安全性进行了评估。选取南方某段输电线路为分析对象,建立了该段线路的输电塔... 针对目前输电杆塔结构可靠性分析存在的难点,将基于有限元非线性屈曲分析得到的结构极限承载力与杆塔可靠性分析相结合,从结构整体响应出发对覆冰作用下杆塔的安全性进行了评估。选取南方某段输电线路为分析对象,建立了该段线路的输电塔-线体系有限元模型并进行分析,找出该段线路的薄弱杆塔。然后,以材料的弹性模量和强度为基础,循环计算得到薄弱杆塔极限承载力的样本,以该样本得到杆塔的极限承载能力的分布类型及其参数。最后运用一次二阶矩法,结合极限状态方程计算了薄弱杆塔在不同工况下的可靠度。实例分析证明该方法避免了基于失效模式法求可靠度带来的困难。 展开更多
关键词 输电塔-线体系 覆冰 一次二阶矩法 可靠性 极限承载力 博弱杆塔
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汽车零件可靠性设计的二阶矩法 被引量:34
10
作者 张义民 林逸 朱兴华 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 1993年第6期345-349,共5页
本文提出的汽车零件可靠性设计的二阶矩法是一种实用方法。应用二阶矩法,依据随机变量的一阶和二阶函数,可以衡量汽车零件的可靠性;依据随机变量的概率分布,可以确定汽车零件的可靠度。
关键词 汽车 零件 可靠性 设计 二阶矩法
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边坡模糊随机可靠性分析 被引量:15
11
作者 吕玺琳 钱建固 +1 位作者 吕龙 吕恩琳 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期3437-3442,共6页
为合理描述边坡稳定性分析中存在的多种不确定性,应同时考虑随机和模糊两种因素带来的影响。用L-R型模糊数描述随机变量的均值和方差,建立了模糊随机可靠性分析模型。为简化计算,将模糊数通过分解定理,取一系列λ截集,转换为一系列区间... 为合理描述边坡稳定性分析中存在的多种不确定性,应同时考虑随机和模糊两种因素带来的影响。用L-R型模糊数描述随机变量的均值和方差,建立了模糊随机可靠性分析模型。为简化计算,将模糊数通过分解定理,取一系列λ截集,转换为一系列区间数进行计算。在一次二阶矩法基础上,推导了基于瑞典条分法及毕肖普法计算模糊随机可靠度的具体公式。算例表明,该法是合理实用的。 展开更多
关键词 边坡 模糊随机可靠度 λ截集 一次二阶矩法 区间数
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热机电耦合智能板结构的随机性分析 被引量:6
12
作者 王小兵 陈建军 +2 位作者 谢永强 梁震涛 陈永琴 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期21-28,35,共9页
对具有随机参数的热机电耦合智能薄板结构提出一种包含4个位移节点、2个电势节点和8个温度节点的有限元模型,用平板型壳体单元模型描述其位移场,用线性插值方法描述其电势场和温度场。基于虚功原理导出了智能薄板的热机电有限元方程,通... 对具有随机参数的热机电耦合智能薄板结构提出一种包含4个位移节点、2个电势节点和8个温度节点的有限元模型,用平板型壳体单元模型描述其位移场,用线性插值方法描述其电势场和温度场。基于虚功原理导出了智能薄板的热机电有限元方程,通过各响应量对诸随机参数灵敏度的解析求解和一次二阶矩法,依次求得结构固有频率、固有振型、温变、位移以及输出电压等随机响应的数字特征。以悬臂智能板为例,将所得计算结果与Monte Carlo数值模拟法的结果进行比较,证明了所提出的处理方法可行且有相当高的精度。 展开更多
关键词 热机电耦合 有限元法 随机参数 灵敏度 一次二阶矩法 蒙特卡罗法 数字仿真
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市场环境下水电站发电风险调度问题研究 被引量:12
13
作者 李继清 张玉山 +1 位作者 王丽萍 纪昌明 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期1-6,109,共7页
市场环境下,研究水电站发电风险调度问题,尽可能地得到水电站的可发电量及不同电量相应的风险率,为水电公司在期货(合约)市场上签订售电合同时提供决策依据,是非常必要的。文中探讨了市场环境下水电站发电风险调度问题,建立了双风险因... 市场环境下,研究水电站发电风险调度问题,尽可能地得到水电站的可发电量及不同电量相应的风险率,为水电公司在期货(合约)市场上签订售电合同时提供决策依据,是非常必要的。文中探讨了市场环境下水电站发电风险调度问题,建立了双风险因子的数学模型,并首次运用改进的一次二阶矩法对此模型进行解算,得到了效益与风险的定量关系。实例研究表明该模型及其解算方法是可行与有效的。 展开更多
关键词 水电站 发电风险调度 模型 改进一次二阶矩法
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基于ANSYS软件的大型复杂结构可靠度分析 被引量:41
14
作者 李刚 许林 程耿东 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2002年第5期58-61,共4页
对基于ANSYS软件的大型复杂结构可靠度计算进行了研究。首先 ,针对一次二阶矩法有时不收敛的情况提出了一种改进方法 ,对两点自适应法拟合失效曲面的算法作了修正 ;然后将结构可靠度计算模块连接到ANSYS软件 ,并对大型复杂结构的失效模... 对基于ANSYS软件的大型复杂结构可靠度计算进行了研究。首先 ,针对一次二阶矩法有时不收敛的情况提出了一种改进方法 ,对两点自适应法拟合失效曲面的算法作了修正 ;然后将结构可靠度计算模块连接到ANSYS软件 ,并对大型复杂结构的失效模式作了简要讨论。最后对某大型国家储备粮库筒仓的顶盖和仓壁结构进行了可靠度分析。 展开更多
关键词 ANSYS软件 结构可靠度 一次二阶矩法 两点自适应拟合法
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参数特性及分布形式对边坡稳定可靠性的影响分析 被引量:20
15
作者 黄景华 陈朝晖 +2 位作者 莫玻 刘石虎 叶遇春 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期23-30,共8页
土性参数的变异性及其分布形式对边坡稳定可靠性影响较大,而目前对此研究不足。基于概率统计理论研究了极限状态方程、土性参数变异性及其分布形式对边坡稳定可靠性的影响,进行了相关参数敏感性分析,比较了概率可靠度与非概率可靠度对... 土性参数的变异性及其分布形式对边坡稳定可靠性影响较大,而目前对此研究不足。基于概率统计理论研究了极限状态方程、土性参数变异性及其分布形式对边坡稳定可靠性的影响,进行了相关参数敏感性分析,比较了概率可靠度与非概率可靠度对可靠指标的计算差异。研究结果表明:在基于概率的边坡稳定性分析中,简化Bishop法比瑞典条分法更合理;当参数分布形式无法准确描述时可保守假设参数c、φ分别服从对数正态分布和学生-T分布。非概率可靠度分析方法能简单有效地解决参数样本少、分布形式难于确定的问题,是概率可靠度分析方法的有效补充。 展开更多
关键词 边坡稳定可靠性 一次二阶矩法 变异性 瑞典条分法 简化BISHOP法 学生-T分布
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几种概率潮流算法的比较与分析 被引量:18
16
作者 李雪 李渝曾 李海英 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2009年第3期12-17,共6页
针对一次二阶矩法(FOSMM)和两点估计法(2PEM),并考虑协方差对均值修正的线性化概率潮流和近似二阶概率潮流等算法进行比较和分析。确定了节点注入量相互独立和互相关时的概率潮流计算模型以及算法步骤。在24节点系统上对几种算法进行验... 针对一次二阶矩法(FOSMM)和两点估计法(2PEM),并考虑协方差对均值修正的线性化概率潮流和近似二阶概率潮流等算法进行比较和分析。确定了节点注入量相互独立和互相关时的概率潮流计算模型以及算法步骤。在24节点系统上对几种算法进行验证,将所得潮流解与蒙特卡罗模拟(MCS)进行比较,分析各种算法的精确度,并阐明节点注入量互相关性对潮流解的影响。仿真结果表明,考虑协方差对均值修正的近似二阶概率潮流模型所获得的概率潮流解最准确,且节点注入量的互相关性对潮流解的标准差影响较大。 展开更多
关键词 概率潮流 一次二阶矩法 两点估计法 相关性
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尾矿坝地震液化评价可靠度模型及应用 被引量:8
17
作者 潘建平 刘湘平 +1 位作者 朱洪威 徐水太 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 2013年第2期23-28,共6页
为适应计算参数本身具有的随机性和未确知性,将可靠度理论引入尾矿坝地震液化评价中。以测试数据的统计分析结果为基础,应用一次二阶矩法建立尾矿坝地震液化分析可靠度模型,探讨了可靠度指标与抗液化安全系数之间的关系,并将该模型应用... 为适应计算参数本身具有的随机性和未确知性,将可靠度理论引入尾矿坝地震液化评价中。以测试数据的统计分析结果为基础,应用一次二阶矩法建立尾矿坝地震液化分析可靠度模型,探讨了可靠度指标与抗液化安全系数之间的关系,并将该模型应用到某尾矿坝地震液化分析中。结果表明,新建可靠度模型各参数的物理意义与统计指标明确,相比传统的确定性分析方法,不仅能判断液化的发生与否,还能给出液化发生的概率;可靠度理论在液化分析中能更好地考虑计算参数的变异性,进一步完善了尾矿坝地震液化分析理论,为进行基于风险分析的尾矿坝抗震设计和地震安全评价提供更全面的依据。 展开更多
关键词 尾矿坝 液化评价 可靠度 一次二阶矩法
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具有隐式功能函数的结构可靠指标计算的改进矩法 被引量:9
18
作者 周道成 段忠东 欧进萍 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第A01期139-143,共5页
针对经典JC法不能求解隐式功能函数的问题,提出了改进的一次二阶矩方法.改进方法采用差分法求偏导数,将迭代过程中验算点的功能函数值考虑到可靠指标求解中,使其更符合实际情况.通过对该方法计算过程推导和几何意义分析,可知该方法计算... 针对经典JC法不能求解隐式功能函数的问题,提出了改进的一次二阶矩方法.改进方法采用差分法求偏导数,将迭代过程中验算点的功能函数值考虑到可靠指标求解中,使其更符合实际情况.通过对该方法计算过程推导和几何意义分析,可知该方法计算过程简单、物理意义明确,同时算例表明该方法计算效率高,计算精度高,能合理考虑材料非线性对功能函数影响的可靠指标计算问题.因此本方法更加完善了一次二阶矩方法,拓展了其应用前景. 展开更多
关键词 隐式功能函数 可靠指标 一次二阶矩法
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螺旋管簧的可靠性优化设计 被引量:11
19
作者 张义民 贺向东 闻邦椿 《中国工程科学》 2002年第5期71-74,共4页
讨论了螺旋管簧的可靠性优化设计问题。在基本随机变量的概率特性已知的情况下 ,采用二阶矩法和可靠性优化设计方法对螺旋管簧进行了可靠性优化设计 ,通过计算机程序可以直接实现螺旋管簧的可靠性优化设计 ,迅速准确地得到螺旋管簧的可... 讨论了螺旋管簧的可靠性优化设计问题。在基本随机变量的概率特性已知的情况下 ,采用二阶矩法和可靠性优化设计方法对螺旋管簧进行了可靠性优化设计 ,通过计算机程序可以直接实现螺旋管簧的可靠性优化设计 ,迅速准确地得到螺旋管簧的可靠性优化设计信息。 展开更多
关键词 螺旋管簧 可靠性 优化设计 二阶矩技术 弹簧 机械设计
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基于改进的一次二阶矩失效概率计算方法的深部盐岩地下储气库片帮风险模型及其应用 被引量:4
20
作者 张宁 王明洋 +4 位作者 肖军华 范鹏贤 李杰 李术才 张强勇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S2期3448-3454,共7页
片帮破坏是深埋盐岩地下储气库主要破坏模式之一,为研究盐岩地下储气库片帮风险等级,基于改进的一次二阶矩法失效概率计算方法,依据已有的破坏准则确立盐岩片帮的功能函数,建立盐岩地下储气库片帮风险失效概率计算模型,通过ABAQUS的UVAR... 片帮破坏是深埋盐岩地下储气库主要破坏模式之一,为研究盐岩地下储气库片帮风险等级,基于改进的一次二阶矩法失效概率计算方法,依据已有的破坏准则确立盐岩片帮的功能函数,建立盐岩地下储气库片帮风险失效概率计算模型,通过ABAQUS的UVARM模块对该模型进行二次开发,并在江苏金坛盐岩地下储气库进行应用。通过对金坛储气库单腔低压多腔运营时一腔失压的片帮风险概率计算,结果表明,运营气压高于6 MPa时失效概率可达地下储气库安全要求,矿柱间距大于1.5倍洞径时某腔失压对其它储腔造成的风险很小,计算结果与金坛储气库实际情况相符,表明该方法具有一定的实际应用价值。 展开更多
关键词 岩石力学 改进的一次二阶矩法 深埋盐岩储气库 片帮破坏 风险 失效概率
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