结构可靠性灵敏度因子的新标准化指标

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1、第43卷第5期2013年9月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．43No．5Sep．2013结构可靠性灵敏度因子的新标准化指标吕程诚，高宗战，张峰，刘永寿，陈政辩(西北工业大学力学与土木建筑学院飞行器可靠性工程研究所，陕西西安710129)摘要：鉴于以往可靠性灵敏度在不同算法下数值差异性较大，可靠性灵敏度数值仅能进行简单的重要性排序，数值本身难以反映出基本变量对输出不确定性的影响程度，提出了标准化灵敏度因子及标准化灵敏度因子向量。据此，其分量不仅反映了基本变量对输出不确定性的影响，还表征了此变量在全部变量中对输出不

2、确定性的重要性程度，在数值上具有明确的物理意义，进一步在线性机构条件下推导出标准化灵敏度因子的具体求解公式。经数值算例分析，算法简单易行，运算量小，计算效率高。关键词：可靠性；标准化指标；失效概率；标准化灵敏度因子向量中图分类号：0213．1文献标识码：A文章编号：1671—654X(2013)05-0027-04NewStandardizedIndicatorsofStructuralReliabilitySensitivityLVCheng—cheng，GAOZong—zhan，ZHANGFeng，LIUYong-shou，CHENZhen—bian(S

3、choolofMechanics，CivilEngineering&Architecture，TheAircraftReliabilityEngineeringInstitute，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710129，China)Abstract：Therelativelygreatnumericaldifferencesofthereliabilitysensitivitywithdifferentalgorithmsinthepreviousresearchmakeitdifficulttoass

4、essthesinglevariable．Thereliabilitysensitivityvaluescanonlygettheorderoftheimportanceofthebasicvariables．Buttheindividualvaluecan’taccuratelyreflecttheinfluenceofthebasicvariablesontheuncertaintyoftheoutputs．Thusthestandardizedsensitivityfac-torandthestandardizedsensitivityfactorve

5、ctorhavebeenproposedinthispaper．Andtheresultsshowedthattheindividualsensitivityindicatorcannotonlyreflecttheinfluenceofthebasicvariablesonuncer·taintyofoutputvalues，butalsotheimportanceofthesebasicvariablestotheuncertaintyofoutputval—ues．Numerically，theyhaveclearphysicalmeaning．Ina

6、ddition，bydeducing，thestandardizedsensitivityfactorfunctionunderthelinearconditionhasbeenproposed．Beingverified，thealgorithmisSOsimpleande伍cient．Keywords：reliability；standardizedsensitivityindicators；failureprobability；standardizedsensitivityfac—torvector引言可靠性灵敏度(ProbabilisticSensi

7、tivity，PS)是指随机变量的不确定性对结构失效概率的影响程度。这种随机不确定性通常由输人参数的随机性引入，并通过物理模型等中间环节向输出量传播¨J。输人参数只要发生较小的波动就有可能会对系统结构失效概率产生较大的影响心J。近年来，可靠性灵敏度分析在可靠性设计和维修、可靠性优化和可靠性维护等领域均有了重要应用旧J。在结构设计中，随着考虑因素的逐渐增多，不同随机参数对结构可靠性的影响程度又存在差异性，这就需要对各个随机变量进行可靠性灵敏度分析，获得结构可靠性对各个随机变量的依赖性程度，在工程上指导结构系统的改进，提高其性能M1；也可以考察随机变量概率分布的

8、变化对结构模型输出的影响以及模型的稳定性∞J。所以研