结构机构可靠性及可靠性灵敏度分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:吕震宙

出品人:

页数:328

译者:

出版时间:2009-9

价格:68.00元

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isbn号码:9787030256409

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《结构机构可靠性及可靠性灵敏度分析》：深入探究结构安全基石与性能优化之道 本书是一部系统阐述结构机构可靠性理论、分析方法及其在工程实践中应用的重要著作。在现代工程领域，建筑、桥梁、航空航天、机械设备等各类结构及其机构的设计和安全保障是至关重要的课题。随着科技的进步和工程复杂性的不断提升，如何科学、定量地评估和提高结构的可靠性，已成为衡量工程水平的关键指标。本书正是为了回应这一需求而生，它不仅全面梳理了可靠性工程的理论框架，更聚焦于如何通过灵敏度分析来揭示影响结构可靠性的关键因素，从而为优化设计、提升性能提供科学的指导。 核心内容概览： 第一部分：结构可靠性理论基础 本部分为读者奠定了坚实的理论基础，深入浅出地讲解了可靠性工程的核心概念和数学工具。 概率论与数理统计基础： 对随机变量、概率分布、统计参数估计、假设检验等在可靠性分析中的应用进行详细阐述。重点介绍正态分布、对数正态分布、威布尔分布等在结构可靠性建模中常用的概率模型，并探讨如何根据工程实际数据进行参数辨识。 可靠性工程基本原理： 详细介绍可靠性的定义、量化指标（如失效率、平均寿命、可靠度函数等），以及它们在结构和机构中的具体体现。探讨不同失效模式（如材料失效、结构屈服、失稳、疲劳断裂等）及其概率模型。 可靠性分析方法： 系统介绍经典和现代的结构可靠性分析方法。 一阶可靠性方法（FORM）： 详细阐述其原理、计算步骤、优缺点及其在工程中的应用。重点解析了如何将非线性失效准则转化为线性模型，并通过“设计点”概念来估算可靠指标。 二阶可靠性方法（SORM）： 介绍其在高精度可靠性分析中的作用，以及与FORM方法的比较，尤其是在非线性问题中的优势。 蒙特卡洛模拟法： 讲解其基本思想、实现方法、收敛性分析以及在大规模、复杂结构可靠性评估中的应用，包括序列蒙特卡洛（SMC）等高级算法。 其他可靠性分析方法： 提及并简要介绍如极值理论、证据理论等在特定可靠性问题中的应用。 可靠性增长与衰减模型： 探讨结构在使用过程中可靠性可能发生的动态变化，以及相应的预测和管理模型。 第二部分：可靠性灵敏度分析 本部分是本书的另一核心，着重探讨如何通过灵敏度分析来理解和控制结构可靠性。 灵敏度分析的定义与意义： 明确灵敏度分析在可靠性工程中的核心作用——识别对可靠性指标影响最大的随机变量或参数，为优化设计提供方向。 几种主要的灵敏度分析方法： 解析法（偏导数法）： 详细介绍基于可靠性指标定义（如Hasofer-Lind不变量）的解析灵敏度计算方法，以及其在FORM方法中的直接应用。 数值模拟法： 探讨如何通过改变输入参数的取值，观测可靠性指标的变化来估计灵敏度，包括有限差分法和Monte Carlo模拟中的敏感度估计技术。 基于代理模型的灵敏度分析： 介绍如何利用响应面法、支持向量机（SVM）等代理模型来构建输入输出的映射关系，并在此基础上进行灵敏度分析，特别适用于计算成本高昂的问题。 灵敏度分析在结构设计优化中的应用： 参数优化： 如何根据灵敏度分析结果，优先调整对可靠性影响最大的参数（如材料强度、荷载大小、几何尺寸等），从而以最小的代价或资源投入，最大程度地提升结构可靠性。 不确定性来源的识别与控制： 识别并量化不同不确定性来源（如模型不确定性、参数不确定性、测量不确定性等）对结构可靠性的贡献度，为减小不确定性或采取风险控制措施提供依据。 可靠性目标的设计： 结合灵敏度分析，如何更有效地实现特定的可靠性设计目标，例如满足规范要求的可靠指标，或在给定设计条件下达到预期的失效概率。 第三部分：结构机构可靠性分析的工程应用与案例研究 本部分将理论与实践相结合，展示了可靠性及灵敏度分析在具体工程问题中的应用。 土木工程结构可靠性分析： 桥梁可靠性评估： 以某类型桥梁为例，分析其在不同荷载组合（交通荷载、风荷载、地震荷载等）和材料特性不确定性下的可靠性，并通过灵敏度分析确定关键构件和设计参数。 高层建筑抗震可靠性： 探讨地震动参数的不确定性对高层建筑安全的影响，以及如何通过可靠性分析和灵敏度分析来优化抗震设计策略。 机械设备可靠性分析： 关键机械部件的疲劳可靠性： 分析零件在循环载荷下的疲劳寿命，识别影响疲劳寿命的关键材料参数和应力集中因素。 复杂机构的运动可靠性： 探讨连杆机构、齿轮传动系统等在参数偏差和磨损下的运动精度和功能可靠性。 航空航天结构可靠性： 飞机机翼的强度可靠性： 在考虑气动载荷、材料性能波动及制造偏差的条件下，评估机翼的结构强度可靠性，并分析载荷谱和材料强度对可靠性的敏感度。 案例分析与讨论： 结合具体工程项目，详细展示从问题定义、模型建立、参数辨识、可靠性计算到灵敏度分析，最终指导工程实践的全过程。对不同分析方法的适用性进行比较，并讨论在实际工程中可能遇到的挑战及解决方案。 本书的特色与价值： 理论体系完整： 从基础的概率论到前沿的可靠性分析方法，构建了严谨而全面的理论框架。 方法论清晰： 重点介绍了 FORM、SORM、Monte Carlo模拟以及多种灵敏度分析方法，并阐述了其计算原理和应用技巧。 实践导向性强： 大量工程案例的引入，使读者能够直观理解理论在实际问题中的应用，提升解决工程实际问题的能力。 突出灵敏度分析： 强调了灵敏度分析在揭示影响因素、优化设计中的关键作用，为工程人员提供了宝贵的工具。 面向多学科： 适于土木工程、机械工程、航空航天工程、材料科学、风险管理等多个领域的研究者、工程师和学生阅读。 通过学习本书，读者将能够掌握科学评估和提升结构机构可靠性的系统方法，更深刻地理解不确定性对工程设计的影响，并能利用灵敏度分析这一强大工具，实现更安全、更经济、更高性能的工程设计与决策。

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这本书就像一位循循善诱的导师，引导我一步步走进结构机构可靠性与灵敏度分析的奇妙世界。在阅读的过程中，我感受到了作者深厚的学术功底和对工程问题的深刻洞察。书中对可靠性基本概念的阐释，清晰而富有条理，它帮助我理清了许多以往模糊不清的认识。尤其是关于如何量化和预测结构在复杂环境下的失效风险，作者通过引入各种先进的分析模型和计算方法，为我提供了一个系统性的解决方案。 最令我赞赏的是，这本书在介绍灵敏度分析时，并没有仅仅停留在理论层面，而是通过大量的实际案例，生动地展示了如何运用这一工具来优化设计，识别关键影响因素，并有效控制风险。读完后，我感觉自己不仅掌握了一门重要的工程分析技术，更培养了一种更具前瞻性和全局观的工程思维。这本书无疑是我在专业领域内的一本重要参考书，它将陪伴我应对未来更复杂的工程挑战。

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拿到这本书时，我抱着学习如何让工程结构更“靠谱”的心态，而读完后，我获得的远不止于此。书中对可靠性灵敏度分析的讲解，简直是为我打开了另一扇窗。我以前总觉得，只要满足了基本的强度要求，结构就应该是可靠的，但这本书让我明白，实际上，任何一个参数的微小波动，都可能对整个系统的稳定性产生巨大的影响。作者通过详细的数学推导和图表展示，让我清晰地看到了哪些因素是“敏感”的，哪些是“不敏感”的。 这种分析方法的引入，极大地提升了工程设计的效率和针对性。比如，在设计某个关键部件时，我们不再需要花费大量时间和资源去优化每一个细枝末节，而是可以集中精力去关注那些对可靠性影响最大的几个参数。书中关于如何进行参数敏感度分析和模型不确定性量化的章节，提供了非常实用的指导。这对于我今后的工程实践，无疑是一笔宝贵的财富。

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这本书的另一个亮点在于它对“可靠性灵敏度分析”的深入探讨。这一点对我来说尤为重要，因为在实际工程中，我们不可能无限度地提高每一个参数的精度，我们需要知道哪些因素对整体可靠性影响最大，以便我们能够将有限的资源投入到最关键的地方。作者在这部分的内容处理得非常到位，他不仅介绍了各种灵敏度分析的理论基础，还详细讲解了如何利用各种工具软件来进行实践操作。我印象最深的是，书中通过对比不同参数的灵敏度指数，清晰地揭示了在不同工况下，哪些设计变量或载荷参数的变化会对结构的可靠性产生显著的影响。 这种分析方式，对于工程师来说，简直是如同拥有了一双“透视眼”，能够更精准地诊断出系统的薄弱环节，并提出有效的改进方案。书中的案例分析也让我受益匪浅，它展示了如何通过灵敏度分析来优化设计，降低成本，并提高产品的整体性能。我感觉自己不仅学习了理论知识，更掌握了一种解决实际问题的有效方法论。这本书的价值不仅仅在于知识的传授，更在于思维方式的启迪，它教会我如何更系统、更理性地去思考和解决工程中的难题。

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这本书简直是一次思维的盛宴！从拿到手的那一刻起，我就被它厚重而扎实的封面所吸引，仿佛预示着其中蕴含的深刻知识。翻开第一页，一股严谨而又不失探索精神的学究气息扑面而来。书中并没有像市面上很多技术书籍那样，上来就堆砌大量的公式和枯燥的定义，而是花了相当大的篇幅来构建一个清晰的逻辑框架。作者非常巧妙地引入了一些工程领域经典的可靠性案例，这些案例既有代表性，又足够生动，让我一下子就抓住了可靠性分析的核心问题——如何量化和预测一个系统在面对不确定性时的表现。 接着，书中对“结构机构可靠性”这一概念的解析，更是让我眼前一亮。它并没有将可靠性仅仅局限于材料的强度或结构的稳定性，而是将其拓展到了整个机构在运行过程中的各种潜在失效模式。我尤其欣赏作者在阐述各种分析方法时，所采用的循序渐进的讲解方式。从最基础的概率论基础，到各种统计模型的选择与应用，再到复杂的蒙特卡洛模拟，每一步都讲解得非常透彻，并且配有大量的图示和表格，使得原本可能令人生畏的数学推导变得相对容易理解。读到这里，我感觉自己仿佛置身于一个大型工程项目的现场，亲身参与到对复杂结构进行风险评估的过程中。

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我一直对复杂系统的稳定运行充满好奇，而这本书正好满足了我的求知欲。它深入浅出地阐释了结构机构可靠性这一复杂概念，并将理论与实践紧密结合。书中关于如何建立可靠性模型的部分，让我对各种数学工具的应用有了更深的理解。作者并没有止步于理论的介绍，而是通过大量生动的工程实例，将抽象的公式转化为直观的认知。例如，书中对桥梁、飞机发动机等关键结构的可靠性分析，让我深刻体会到这项技术在保障社会安全和人民生命财产安全方面的重要性。 我特别喜欢作者在讲解不同可靠性分析方法时的清晰逻辑。从早期的故障树分析，到后来的事件树分析，再到更现代的概率动力学方法，每一种方法的原理、适用范围以及优缺点都阐述得非常清楚。这让我能够根据不同的工程问题，选择最合适的分析工具。同时，书中对数据处理和不确定性量化的处理方式，也让我看到了严谨科学的研究态度。

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