代理模型近似技术研究及其在结构可靠度分析中的应用

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1、申请上海交通大学博士学位论文代理模型近似技术研究及其在结构可靠度分析中的应用博士生：李坚导师：汪海(研究员)学科：力学专业：固体力学上海交通大学航空航天学院2013年1月Ph．D·DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityStudyofSurrogateModelApproximationandSurrogate-enhancedstructuralreliabilityanalysisAuthor：Advisor：Specialt3Specialty：JianLIHaiⅥ【斌GSolidMechanicsSchoolofAe

2、ronauticsandAstronauticsShanghaiJiaoTongUniversityJanuary，2013附件四上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：李旦日期：沙f乡年，月多日附件五上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留

3、并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在』解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密哦(请在以上方框内打“√")学位论文作者签名：毅日期：仂l铲f月乡日指导教师签名：≥耖日期：凶弓年f月弓日上海交通大学博士学位论文答辩决议书III。ll。117IE4t111319l。ll∞IllIII所往姓名李坚学号0074139002固体力学学科指导教师汪海答辩2013．．01．．08答辩上海交通大学航空航天学院]308室l

4、期

5、地点论文题目代理模型近似技术研究及其在结构可靠度分析中的应用．投票表决结果：r／nf(同意檗数／实判委员数／应到委员数)答辩结论：昭≤三口未通过订语和决议：代理模型技术是解决复杂工程设计问题的一种有效方法，论文选题具有重要的理论与实际意义。论文对代理模型技术的研究现状进行了综述，开展了结构可靠度分析中代理模型技术方法改进及应用研究。主要创新点如下：l、提出了基于交叉验证技术的人工神经网络建模方法，发展了可应用于蜂窝夹层复合材料结构冲击损伤特性表征的人工神经网络方法；2、提港了可靠度分析的两阶段(Two．Phase)混杂模型，该方法保证了抽样效率和失效概率计算精度；3、提出了一种高效

6、的双加权移动最小二乘模型；4、发展了含灵敏度信息的Kriging插值(SEK)方法，实现了仿真灵敏度信息的合理利用。论文理论推导正确，计算结果可靠，写作规范，条理清晰，达到了博：i二论文要求。论文工作表明作者已掌握扎实的数学、力学基础知识，具备了独立开展科研工作的能力。答辩过程中讲解清楚，回答问题正确，经答辩委员会无记名投票，全票(五票)通过答辩，建议授予博士学位。钟缎＼’}加，多年，月彦同职务姓名职称单位签名主糟仲政教授叫济大学乇中钗答委员李中华教授上海交通大学／学咋绎辩委委员王熙教授上海交通大学眵．^员A委员孙国钧教授上海交通大学狁倒塔嚣成砖呶～口委员霍永忠教授复旦大学贝签委员

7、名委员秘书张晓晶副教授，卜海交通大学粥。先苏摘要近几十年来，伴随着新材料、先进制造工艺和以科学计算为基础的仿真分析均出现重大技术进步，工程结构分析与设计技术也呈现出多样化发展的趋势。以结构多目标优化、多学科协同优化设计、结构可靠度分析与设计以及鲁棒设计等为代表的先进结构设计思想已经在实际工程结构设计应用中得到体现，这也契合了当前日益攀升的工程结构设计要求，即缩短设计周期，降低开发成本，提高设计质量，及对环境与客户更友好等。另一方面，尽管计算机仿真能力与计算效率已经取得较大进展，但新材料与新结构形式在工程结构设计中的广泛应用仍可能使传统的结构分析手段出现困难，不论是采用结构试验还是复

8、杂仿真分析来辅助结构设计，都对上述结构设计要求提出挑战。因此，非常有必要研究各种适应结构分析能力现状的设计技术，而对代理模型技术的研究及其对于辅助结构分析与设计方面的应用已经成为当前国内外的热门研究课题。本文围绕代理模型在结构分析与设计中的应用展开研究，分别探讨了基于结构试验的复合材料冲击损伤表征及基于有限元仿真计算的结构可靠度分析问题，其中研究重点放在新型代理模型技术在结构可靠度分析中的应用。本文提出了一种改进的人工神经网络建模技术，实现了该方法在复合材料结构冲击损