论文标题：A PDEM-based perspective to engineering reliability: From structures to lifeline networks (基于概率密度演化理论的工程可靠性分析：从工程结构到生命线网络)

期刊：Frontiers of Structural and Civil Engineering

作者：Jie Li（李杰）

发表时间：09 September 2020

DOI：10.1007/s11709-020-0636-1

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工程可靠性研究已有90余年的发展历史。然而，直至2007年，结构系统的整体可靠性分析问题仍然悬而未决。失效模式组合爆炸与失效机理概率相关，构成了经典整体可靠度分析研究中几乎不可逾越的两大瓶颈问题。近年来，得益于概率密度演化理论的研究，基于物理的系统可靠性研究为突破这一困境开辟了一条新的道路。Frontiers of Structural and Civil Engineering（结构与土木工程前沿）期刊2020年第5期刊发的A PDEM-based perspective to engineering reliability: From structures to lifeline networks 一文介绍了概率密度演化方法的理论基础，推导给出了概率耗散系统的广义概率密度演化方程。结合物理方程、广义概率密度演化方程和结构失效准则，提出了物理综合法。这一方法，综合了结构受力力学分析原理、结构物理失效准则与随机性在物理系统中的传播规律，为分析工程结构乃至工程网络系统整体可靠性提供了一个具有普遍适用性的理论框架。结合铁路桥梁疲劳寿命分析（图1）、高层建筑结构整体可靠度分析（图2）、以及供水管网功能可靠性分析（图3）等实际分析案例，展示了物理综合法在工程中的实用可能性。

图1 高速铁路桥疲劳寿命分析

图2 高层建筑结构整体抗震可靠度分析

图3 供水管网功能可靠度分析

文章指出：基于物理研究随机系统的基本思想，不仅可以为第三代结构设计理论的建立奠定理性基础，而且可能在认识探索客观世界的过程中发挥着关键作用。

摘要：

Research of reliability of engineering structures has experienced a developing history for more than 90 years. However, the problem of how to resolve the global reliability of structural systems still remains open, especially the problem of the combinatorial explosion and the challenge of correlation between failure modes. Benefiting from the research of probability density evolution theory in recent years, the physics-based system reliability researches open a new way for bypassing this dilemma. The present paper introduces the theoretical foundation of probability density evolution method in view of a broad background, whereby a probability density evolution equation for probability dissipative system is deduced. In conjunction of physical equations and structural failure criteria, a general engineering reliability analysis frame is then presented. For illustrative purposes, several cases are studied which prove the value of the proposed engineering reliability analysis method.

期刊介绍

Frontiers of Structural and Civil Engineering（结构与土木工程前沿）是由教育部主管、高等教育出版社出版、德国Springer公司海外发行的Frontiers系列英文学术期刊之一，以网络版和印刷版两种形式出版，于2007年1月创刊， 双月刊。其宗旨是面向全球综合展示当前结构与土木工程领域的最新理论和学术前沿进展，成为海内外同行进行学术交流的信息平台与窗口。联合主办单位是中国工程院和同济大学。

本刊主编为同济大学崔俊芝院士、南京水利科学研究院张建云院士和中国工程院外籍院士Surendra P. Shah教授。本刊致力打造土木工程学科重大原创性学术成果和突破性创新技术交流的前沿阵地，重点关注学科交叉的前沿研究和重大工程的科技创新，旨在追踪在结构工程、桥梁工程、交通工程、水利与港口工程、岩土及地下工程，以及工程力学和材料科学等领域的最新学术成果和科技进展。本刊所登论文篇幅不限。

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（来源：科学网）