国外结构可靠性理论的应用与发展

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Anand本构方程在焊点可靠性研究中的应用

Anand本构方程在焊点可靠性研究中的应用

Anand本构方程在焊点可靠性研究中的应用王旭艳;徐仁春;刘刚【摘要】焊点可靠性直接决定了电子产品的使用寿命.因此,在微电子领域,对焊点可靠性提出了更高的要求.有限元模拟技术是研究焊点可靠性的重要手段.综合评述了一种统一了蠕变和塑性变形的非线性本构方程-Anand本构模型;概述了其发展演变过程及研究现状;介绍了该本构方程中9个参数的计算规则,并进一步分析了目前国内外对于本构方程参数的确定以及进一步的改进情况.在焊点可靠性研究方面,评论了该模型在无铅QFP、BGA焊点应力-应变分析及焊点疲劳寿命预测方面的应用,为焊点可靠性的研究提供了理论指导.同时,为了更好的研究无铅焊点的可靠性,对该模型的构建及修正提出了新的需求.%Service life of the electronics is decided by the reliability of solder joint .therefore,higher reliability of the solder joint is required in the field of micro-electronics.Finite Element Modeling technology is an important method to study the reliability of solder joint.Anand constitutive model which is a nonlinear equation unified with creep and plastic deformation was reviewed systematically in the text.Evolution,study status and the calculation of nine constants of this constitutive equation were introduced,and the determination of parameters and modification of the constitutive equation at home and abroad were analysed.In aspect of study of solder joint reliability .applying of the constitutive model to stress-strain analysis and fatigue life of QFP and BCA solder joint was discussed,which can provide the theory guide for practical applications.Meanwhile,new requirement for building andamending the constitutive model was proposed to study the reliability of solder joint better.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2012(042)012【总页数】4页(P66-69)【关键词】Anand本构模型;蠕变;微电子焊接;焊点可靠性【作者】王旭艳;徐仁春;刘刚【作者单位】南京电子技术研究所,江苏南京210039;南京汽车集团有限公司,江苏南京210061;南京电子技术研究所,江苏南京210039【正文语种】中文【中图分类】TG453+.90 前言在微电子工业中,随着手机、笔记本电脑等便携式电子产品的微型化需求,促进了电子元器件也向微型化、高密度方向转化,导致焊点的尺寸也越来越小。

CAE简介

CAE简介

2CAE简介作为国内工业界推广应用CAE的基础,有必要简要介绍CAE的概念、应用、分析过程、作用及发展趋势。

一方面,对CAE有初步的又是较系统的认知,另一方面,在了解国际范围内CAE应用的历史和现状的基础上,CAE的各类用户可以对自身目前CAE的应用进行多视角的比较。

2.1 CAE的基本概念、特点及作用广泛地说,CAE可以包括工程和制造业信息化的所有方面,但是目前通常所说的CAE主要指用计算机及其相关的软件工具对工程、设备及产品进行功能、性能与安全可靠性进行分析计算、校核和量化评价;对其在给定工况下的工作状态进行模拟仿真和运行行为预测;发现设计缺陷,改进和优化设计方案,并证实未来工程、设备及产品的功能和性能的可用性和可靠性。

一般地,CAE在工程应用上的定义为:CAE是一种在二维或三维几何形体(CAD)的基础上,运用有限元(FE)、边界元(BE)、混合元(ME)、刚性元(RE)、有限差分和最优化等数值计算方法并结合计算机图形技术、建模技术、数据管理及处理技术的基于对象的设计与分析的综合技术和过程。

其核心技术为有限元与最优化技术。

CAE的特点是以工程和科学问题为背景,建立相应的计算模型并进行计算机仿真分析。

一方面,CAE技术的应用,使许多过去受方法和条件限制无法分析的很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题,通过计算机数值模拟可得到满意的解答;另一方面,CAE使大量繁杂的工程分析问题简单化,使复杂的过程层次化,节省了大量的时间,避免了低水平重复的工作,使工程分析更快、更准确, 在产品的设计、分析、新产品的开发以及对已有产品的故障分析等方面发挥了重要作用。

同时,CAE技术的迅速发展和应用又推动了许多相关的基础学科和应用科学的进步。

还应客观地说明,在产品开发中,由概念设计、初步设计、详细设计到试验,再修正设计,再试验,直到满足产品要求,试验一直是不可或缺的。

CAE仿真分析技术的引入也许永远不能彻底消除这一既费时又费料的环节,但是已经被成功应用,最大限度地减少或缩短了这一环节。

柔性机械手系统动力学研究正文大学毕设论文

柔性机械手系统动力学研究正文大学毕设论文

绪论现代科技的进步促进了机械手的发展,而机械手迅猛发展反过来推动科技不断进步,从上世纪60年代开始经过近五十年的发展,机械手开始应用于各行各业。

制造生产采用机械手,不仅大大提高生产率、缩短生产周期,而且保证产品质量、改善工作环境。

它的研究涉及机械设计、高等机构学、多体系统动力学、传感与信息融合技术、经典控制理论、计算机技术、人工智能、仿生学等多学科,这些相关学科的发展促进机械手向高精度、高可靠、实时性良好方向发展。

机械手动力学分析主要研究机构动力学,研究一直驱动外力的情况下,利用所建立的动力学方程求解速度、加速度、位移,主要用于计算机仿真分析。

早期研究主要为多刚体系统,各部件均视作刚体,忽略部件弹性变形因素,但是随着航空航天、机械工程等领域轻型化、高速化不断发展,考虑运动部件柔性备受关注。

柔性机械手作为典型多柔体系统广泛用于研究。

其动力学分析研究内容是考虑运动过程中关节和连杆的柔性效应带来的动力学效应,主要研究目的有两点:一建立更准确反映实际物理系统动力学模型;二设计相应控制策略抑制柔性机械手运动过程因受到驱动力、惯性力、重力作用下产生的变形和振动,保证机械手末端位姿精度和准确运动轨迹。

针对柔性机械手动力学建模问题,有Lagrange方程方法、Kane方法、旋转代数法、Newton-Euler方法等,对几个动力学建模方法分析对比,指出各种方法优缺点,揭示不同建模存在问题。

在考虑系统柔性的前提下,讨论其发展趋势,包含柔性体在内的多体系统。

1 国内外应用及发展1.1 国内外机械手领域发展趋势机械手是自动控制、可重复编程、在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备,适合于多品种、变批量的柔性生产。

按固定程序进行抓取、装配、搬运,具有高负载自重比、低能耗、低成本,大的操作空间、高速操作能力,追求多种指标(速度、能量、动力学特性)的最佳。

表1-1柔性机械手应用军事设备、医疗仪器、安装设备、家庭体力、航空航海、国防核工业、汽车制造业、家电半导体行业、机械手应用化肥和化工、食品和药品的包装、精密仪器和军事、冲压铸、锻、焊接、热处理、机械制造、电镀、喷漆、装配、轻工业、交通运输业柔性机械手国外发展状况:一、性能提高(高速度/精度、高可靠性、便于操作/维修),价格不断下降二、模块/可重构化。

第一章(建筑结构检测鉴定与加固)

第一章(建筑结构检测鉴定与加固)
本课程学习方法及要求本门课程主要内容第一章绪论第二章建筑结构损伤机理与危害第三章建筑结构检测第四章建筑可靠性鉴定第五章建筑结构加固第六章建筑抗震鉴定与加固第1章绪论11引起建筑结构功能退化的主要原因12建筑结构检测鉴定与加固的必要性与意义13我国建筑结构鉴定与加固的发展概论131我国建筑结构检测技术的研究与发展132我国建筑结构可靠性鉴定的研究与发展133我国建筑结构加固技术的研究与发展14本课程的主要内容与学习方法本章小结思考题根据建筑结构可靠度设计统一标准gb500682001的规定结构在规定的设计使用年限内应满足下列功能要求
引起建筑结构功能退化的原因很多,根据大量的工程经
验分析,归纳起来主要有以下几方面:
1. 设计有误 2. 施工质量差 3. 使用不当 4.长期在恶劣环境下使用,使材料的性能恶化 5. 结构使用要求的变化
结构的功能退化是客观存在的,只要能科学分析原因 ,减缓结构的退化速度,通过科学的检测、鉴定和加固 ,就可以延长建筑物使用年限。
近年来,随着人们对建筑结构可靠性鉴定的相关理论方法进行了不断 深入研究,许多新的检测仪器设备不断涌现,以及一些新的检测技术 、检测手段得到大量的推广应用,我国建筑结构的可靠性鉴定体系得 到了不断的提高和完善,陆续颁布了《工业构筑物抗震鉴定标准》 (GBJ 117-88)、《工业厂房可靠性鉴定标准》(GBJ 144-90)、《建筑 抗 震 鉴 定 标 准 》(GB50023-95) 、 《 民 用 建 筑 可 靠 性 鉴 定 标 准 》 (GB50292-1999)、《危险房屋鉴定标准》(JGJ 125-99)等重要标准。
1.3.3 我国建筑结构加固技术的研究与发展
如何对已有建筑进行加固,以提高结构的服役性能,国内外科研工作者对 此均进行了大量的研究,并提出了很多实用方法,如针对上部结构加固,就有 增大截面法、体外预应力法和改变结构传力途径法等,针对地基基础加固,有 桩托换、地基处理和加大基础面积法等,这些方法在国内外已经得到了大量使 用,也取得了很多成熟的经验。

理论域框架的发展及其应用进展

理论域框架的发展及其应用进展

理论域框架的发展及其应用进展花文哲;刘珊珊;朱大乔【摘要】越来越多的研究提示,对医务人员职业行为的研究和临床干预措施的制定应该建立在科学的理论基础上。

但现有的心理学理论繁多,且不少理论之间包含了重叠或相似的理论结构,这就造成临床研究者难以选择合适的理论框架指导研究。

理论域框架将许多心理学理论及其包含的结构进行整合、分类,方便研究者从不同层面探查行为的影响因素,预测行为改变。

%More and more research suggests that the research of occupational behavior of medical staff and the establishment of clinical intervention should be based on scientific theory.But the existing theories of psychol-ogy were various,and many theories contained overlapping or similar theoretical structure,which makes it diffi-cult for clinical researchers to choose the appropriate theoretical framework guiding the research.The theoretical framework integrated and classified lots of psychological theory and contained structure,in order to probe into influencing factors and predict change of behavior from different levels for researchers.【期刊名称】《护理研究》【年(卷),期】2016(030)018【总页数】3页(P2177-2179)【关键词】理论域框架;理论结构;行为改变;临床实践【作者】花文哲;刘珊珊;朱大乔【作者单位】200433,中国人民解放军第二军医大学护理学院;200433,上海交通大学医学院附属国际和平妇幼保健院;200433,中国人民解放军第二军医大学护理学院【正文语种】中文【中图分类】R47·科研综述·在社会和行为科学领域,有许多心理学理论被用来解释和理解个体或者组织行为。

基于代理模型的时变可靠性优化设计研究

基于代理模型的时变可靠性优化设计研究

2023-10-28•研究背景和意义•国内外研究现状及发展趋势•基于代理模型的关键技术研究目录•基于代理模型的时变可靠性优化设计方法研究•基于代理模型的时变可靠性优化设计在工程中的应用研究•结论与展望目录01研究背景和意义研究背景可靠性优化设计在工程领域具有广泛应用,涉及航空航天、机械、电子等领域。

在实际工程中,由于材料性能随时间变化,导致设备或系统的可靠性降低,因此需要研究时变可靠性优化设计方法。

基于代理模型的时变可靠性优化设计方法是一种新兴的技术手段,可以快速、准确地预测设备或系统的可靠性状态。

010302提高设备或系统的可靠性和安全性,降低故障率,减少维修和更换成本。

延长设备或系统的使用寿命,提高经济效益和社会效益。

推动工程领域的技术创新和发展,提高我国在国际上的竞争力。

研究意义02国内外研究现状及发展趋势国内研究现状国内可靠性优化设计起步较晚,但发展迅速。

近年来,国内高校和科研机构加强了对可靠性优化设计的研究,涉及多个领域和行业。

国内研究主要集中在理论研究和应用研究方面,但在实际工程应用方面还存在一定的差距。

010203国外研究现状国外高校和科研机构在可靠性优化设计方面拥有丰富的理论和实践经验,涉及多个领域和行业。

国外可靠性优化设计起步较早,研究较为深入。

国外研究在理论研究和应用研究方面都较为成熟,实际工程应用也较为广泛。

研究发展趋势基于代理模型的时变可靠性优化设计将成为未来研究的热点之一。

随着人工智能和大数据技术的发展,代理模型的应用将更加广泛和深入。

基于代理模型的时变可靠性优化设计将与多学科交叉融合,拓展其应用领域和范围。

基于代理模型的时变可靠性优化设计将更加注重实际工程应用,解决实际工程中的可靠性问题。

03基于代理模型的关键技术研究代理模型基本理论代理模型基本概念代理模型是一种数学模型,用于替代实际系统进行性能评估和优化设计。

它可以通过对实际系统进行数据采集和模型训练来逼近实际系统的行为。

优势结构面

优势结构面理论在岩土工程中的应用蒋建平1,章杨松2,罗国煜1,阎长虹1,汪明武3(1.南京大学地球科学系;2.南京理工大学土木工程系;3.合肥工业大学建筑工程学院)摘要:本文介绍了优势结构面理论的发展和在岩土工程中的应用。

其应用范围包括岩土工程区域稳定性问题、岩体结构面力学参数问题、岩体质量问题、岩体地基沉降变形问题、土体中的宏观优势结构面问题和岩土工程加固问题等。

实践证明:优势结构面控制和评价区域稳定性有6种基于优势结构面理论的新方法;当测试结构面的力学参数时,应测优势结构面上的力学参数,同时要考虑围压效应;在评价岩体质量时,应加大优势结构面上岩体质量的权重值;在相同应力条件下,考虑优势结构面效应时,计算的地基变形量比不考虑优势面效应时要大,说明优势结构面对地基变形有明显影响;工程加固中要抓住优势结构面这一关键因素。

关键词:优势结构面理论;区域稳定性;优势面力学参数;岩体质量;地基变形;工程加固;土体收稿日期:2000-06-06基金项目:江苏驶通科技项目资助。

作者简介:蒋建平(1968-),男,湖南邵阳人,南京大学博士研究生,专业为城市环境岩土工程。

优势结构面理论是罗国煜教授在几十年实践基础上建立起来的,首先就岩坡问题于1979年提出,正式发表于1981年[1]。

之后,在工程地质、岩土工程、地质灾害和环境地质中得到了广泛的应用,并取得了重要成果。

近一两年将优势结构面理论继续应用于一些岩土工程实践中,使得优势结构面理论得到了深化和发展,其应用范围得到了拓展,能以新的思路和分析方法解决岩土工程中的一些问题,如工程的区域稳定性问题、岩体力学参数选择、岩体质量、岩体地基沉降变形和工程加固问题等。

这几个问题正是容易被忽略的问题,如注重地基稳定性,而忽略区域稳定性;测结构面的力学参数时,测的不是优势结构面的力学参数;没有注重优势结构面上的岩体质量;工程加固中没能抓住控制失稳的优势结构面这一主要矛盾;忽略土体中宏观优势结构面的分析等。

结构工程中结构损伤识别问题简要分析

结构工程中结构损伤识别问题简要分析一、前言近些年来,国内外学者通过数值模拟、理论分析和模型试验等方法,分别对结构的性能进行了相关的研究,取得了很大的研究进展和有价值的科研成果。

同时,基于结构特性,如何评价受到损伤结构的损伤特性和可靠性,这样可以对结构是否损伤以及是否需修葺做出正确的判断,这也是当今结构工程面临的新课题。

解决这一问题的关键在于对受损结构做出正确的识别与诊断。

对可能出现的损伤特性进行分析,并且对受损结构进行可靠度评估应成为结构研究的一个重要领域。

二、国内外损伤识别与诊断方法现状结构损伤识别最早被应用于机械领域。

对于连杆、齿轮等一系列零件组成的大型机械,人们很早就开始对它们进行结构的故障诊断。

后来到20世纪60年代,结构无损检测技术得到了发展。

80年代后期,计算机技术、信息技术和人工智能等学科的知识不断被应用到结构损伤检测中。

对土木工程结构而言,早期建筑物的损伤出现频率较低。

危害程度远没有机械工程那样高,而且可以允许一定程度的带损伤工作,所以土木工程的损伤检测发展较慢,且多数属于结构可靠性评估。

20世纪初期为探索阶段,主要是对结构缺陷的分析和修理方法的研究。

20世纪中期则为损伤检测的发展阶段,主要对结构检测方法的研究,提出了有损检测、无损检测、物理检测等检测方法。

20世纪70年代以来,结构的损伤检测技术更加完善,制定了相应的规范和标准,并且强调了综合评价,使结构的损伤识别与诊断工向着智能化方向发展。

而我国的土木工程结构损伤识别与诊断发展较晚,主要研究也是在70年代以后,随着结构抗震、抗风研究的发展,才逐步开始结合可靠性评估和安全鉴定进行结构损伤检测方面的研究。

三、损伤检测结构损伤识别是:通过对结构的关键性能指标的测试和分析,判断结构是否受到损伤;如果结构受到损伤,则损伤位置、损伤大小如何;为判断结构能否继续使用及其剩余寿命估计提供决策依据。

结构的损伤识别主要包括4个层次:(1)结构是否发生损伤;(2)对损伤的定位;(3)对结构损伤大小进行评价;(4)对结构的剩余寿命进行估计。

关于内部控制的理论发展在国外已经历经几个阶段

关于内部控制的理论发展在国外已经历经几个阶段,而在我国则刚刚起步。

从最初的内部牵制制度,发展为内部控制制度,以及后来的内部控制结构,到今天已被人们逐渐接受COSO 内部控制框架以及加拿大的控制指南,内部控制理论与实践的产生和发展可以说已有很长一段历史。

但把内部控制用于会计师事务所,强调会计师事务所的内部控制建设,还是一个新的课题。

一、内部控制理论的基本内容(一)内部控制的含义内部控制,是指由企业董事会、管理者和其他员工实施的,为保证财务报告的可靠性、经营的效率效果以及现行法规的遵循等目的而提供合理保证的过程。

内部控制涉及企业生产经营的控制环境、风险评估、监督决策、信息与传递以及自我检测等方面,从总体上透视了企业生产的各个环节。

其有效实施无疑会使企业生产管理登上一个新台阶,促进企业经营流程的合理化和正规化。

(二)内部控制的目标和要素1、内部控制的目标内部控制包含了三大控制目标,即经营效果和经营效率提升的控制目标、财务报告可靠性的控制目标、经营管理活动遵循法律法规的控制目标。

具体而言,经营效果和经营效率提升的控制目标,是指经济有效地使用企业资源,以最优方式实现企业目标,确保企业的经营管理活动能合理保证经营目标的实现;财务报告可靠性的控制目标,是指选择适当的会计处理方法,确保企业的经营管理活动能合理保证财务报告的一致性、及时性、可比性这一目标与管理者履行财务报告编制责任密切相关;经营管理活动遵循法律法规的控制目标,是指能合理保证企业的经营管理活动遵循适用的法律法规。

内部控制的三大控制目标反映了不同组织的控制需求。

对于有效的内部控制而言,三者之间相辅相成、缺一不可。

因此,以牺牲财务报告的可靠性和经营管理活动的法律法规遵循性为代价的经营效果与经营效率提升、以牺牲经营效果与经营效率的提升和经营管理活动的法律法规遵循性为代价的财务报告的可靠性、以牺牲财务报告的可靠性和经营效果与经营效率的提升为代价的经营管理活动的法律法规遵循性,都难以发挥内部控制应有的作用。

飞机维修工程中的可靠性技术应用

飞机维修工程中的可靠性技术应用摘要:随着航空的迅速发展,飞机在社会发展中的中心作用逐渐提高关于民用航空的运作方式,高强度和高频率的导航方式将加剧内部部件的损失,并缩短飞机的使用寿命。

在民航设计时,受到疲劳、腐蚀等的影响设计者将民用飞机的使用寿命限制在40 000小时内,以确保飞机导航的最大价值用于其固有装载能力,并为民用航空公司带来额外的经济利益。

然而,由于无法控制的因素,正在航行的飞机的使用寿命将缩短。

飞机维修项目旨在分析和处理飞机内部产生的各种缺陷,通过科学手段提高飞机内部部件的稳定性和飞机设备的运行质量。

本文讨论了在飞机维修工程中使用可靠性仅供参考。

关键词:飞机维修工程;可靠性技术;应用;引言飞机维修技术在保障飞机运行安全中发挥重要的作用,维修人员的人为差错对航空安全会造成显著和持续性的威胁。

据统计,人为差错导致了近75%的航空事故。

目前人为差错已经超越机械失效成为安全事故中最重要的因素。

在航空业发展过程中,由于维修差错造成了无数惨痛的悲剧。

1飞机维修工程飞机维修工作的可靠性可视为改进现有飞机操作系统以确保飞机稳定运行的一个过程。

从维修理论的角度,围绕飞机内部部件提交的数据信息验证了可靠性,以确保数据信息能够满足飞机在分析和上市时的安全运行要求。

可靠性维护适用于飞机运行方式的整个过程,加上飞机框架、运行方案等因素。

,以确保各种检测和维修操作都按照相应的程序进行,并提高实际维修质量。

从飞机维修项目的发展角度来看,维修工作的开始侧重于预防。

该维修流程主要是根据维修计划,在指定的节点时间通过固定框架对飞机内部部件的运行尺寸进行处理,以确保及时解决内部磨损问题、故障问题等。

在飞机运行期间发生,以有效确保飞机在运行期间的稳定运行。

但是,预防性维护模式与飞机的动态运行模式相比,存在着独特的问题,即预防性维护模式只在固定周期内进行维护,如果飞机发生意外故障,将增加飞机运行的安全风险。

2可靠性在飞机维修工程中的应用2.1民用飞机预防性维修预防性维修是为降低产品故障的概率或防止功能退化按预定的时间间隔或按规定准则实施的维修。

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内容提示:20世纪70年代,结构可靠性理论有了长足发展,许多国家开始研究在结构设计规范中的应用,特别是国际标准ISO2394的颁布和欧洲规范由试行规范逐步转变为正式规范,使结构可靠性理论的应用进入一个新的时期。本文根据大量的文献资料,从涉及结构可靠性的国际机构、国外规范中可靠

延伸阅读:可靠性 工程结构 标准 规范

APPLICATIONS AND DEVELOPMENTS OF STRUCTURAL R.FT,TARIT,TTY THEORY ABROAD

Abstract: With the development of structural reliability theory,in the 1970' s,many countries in the world have started trying to revise structural design codes or specifications based on reliability theory .Especially with the publication of the international standard“ISO/DIS2394;General principles on reliability for structures" and EUROCODE becoming the normal code for European counties,the applications of structural reliability theory have entered a new era .Based on a rather detailed review of related documents,this paper outlines the applications and developments of structural reliability theory abroad,with emphasis on the aspects of international organizations dealing with structural reliability,structural reliability theory implementations in design codes,research in other areas as well as training and education.

Keywords: structural engineering; reliability; standard; code 1 引言 工程结构的安全性历来是设计中的重大问题,这是因为结构工程的建造耗资巨大,一旦失效不仅会造成结构本身和人民生命财产的巨大损失,还往往产生难以估量的次生灾害和附加损失。结构安全性的设定是一个涉及国家政策、经济发展水平、社会文化背景、历史传统等多方面的问题,在相当程度上反映在一个国家的设计规范中。 结构设计规范是众多科技工作者智慧的结晶,代表着一个国家结构设计理论发展的水平。作为标准,它不是一成不变的,而是随着科学技术的不断发展和对客观世界的新认识,在继承旧规范合理部分的同时,不断吸收新的研究成果,逐步修订和完善。结构安全性控制方法的发展也是如此,先是由定值设计法发展为半概率法,目前正由半概率法逐步向概率极限状态设计法(可靠度设计方法)过渡。同结构设计规范的发展过程一样,概率极限状态设计方法本身也是由简单到复杂,需要不断完善的过程。本文将根据作者本人掌握的资料,对国外可靠度理论的应用情况做简单的论述。

2 涉及结构可靠性的国际机构、标准和大型会议 2.1 国际标准化组织ISO与国际标准ISO 2394 ISO是由世界上148个国家组成的国际标准机构,是一个非政府组织,遵循一个国家为一个代表的原则。1947年2月23日成立,总部设在瑞士日内瓦。

ISO/TC 98为结构设计基础委员会,该委员会的职责是从总体上分析和协调制订有关结构(包括钢、砖石、混凝土、木等)可靠性的基本要求。所以说ISO/TC 98是协调、组织建筑和土木工程领域国际标准的一个机构。其主要工作领域为:

结构可靠性中的术语和符号(ISO/TC98/SCI)结构可靠性(ISO TC 98/ SC 2)结构上的荷载、力及其他作用(ISO/TC 98/ SC 3)

ISO'TC 98/SC 2目前编制的国际标准包括ISO2394: 1998《结构可靠性总原则》,ISO 10137 : 1992《结构设计基础一建筑物抗振适用性》,ISO 12491:1997《建筑材料和构件质量控制中的统计方法》和ISO/ FDIS 13822《结构设计基础一已有结构评定》。

ISO 2394 : 1998《结构可靠性总原则》[1]是一本关于结构可靠性设计方法的国际标准。1986年的版本只有十几页,而1998年的版本有六十多页,内容增加很多,如增加了疲劳可靠性、已有结构可靠性评估、基于试验的结构可靠性设计等方面的内容,有些方面的内容也更加详尽,如引进了结构使用年限的概念、环境影响等与结构耐久性有关的内容。ISO 2394 在国际上有很大影响,许多国家有关规范编制、修订都参考了该标准。

2.2 欧洲标准化委员会CEN与欧洲规范EN 1990:2002 2.2.1 欧洲规范项目的背景 20世纪80年代末和90年代,在欧洲标准技术委员会CEN/TC-250的组织和协调下,首先编制了一套欧洲试行规范ENV1991-ENVl 999。经过一段时间的使用后,欧洲标准技术委员会决定,通过修订和补充,将欧洲试行规范转变为欧洲正式规范,即欧洲规范。欧洲结构规范是一配套使用的土木工程设计规范,有英语、法语和德语三种语言的官方版本。这套规范的第一本为EN1990 : 2002结构设计基础[2]。

EN 1990是一本以结构可靠性原理作为指导原则的规范,其理论背景是ISO 2394和CEB公报。EN1990的“附录C:分项系数设计与可靠性分析基础”和“附录B:工程结构可靠性的管理”解释了EN1990的理论基础。在EN 1990正式颁布之前,SAKO,北欧结构事务联合会受NKB和INSTA-B的委托,针对北欧的情况,考虑混凝土、钢材和木材三种主要结构材料,通过可靠度分析对不同永久作用与可变作用比值下安全水平的一致性进行了比较。项目完成后,立评审。

2.2.2 欧洲规范的地位、应用领域及执行时间表 如前所述,按照欧洲标准化委员会的规定,欧洲规范作为标注为EN的欧洲标准,它负有必须被各成员国一级采用的责任,一旦采用后就具有国家标准的合法地位,而其他的原有国家标准必须撤消。所以,欧洲规范规定,这些执行欧洲规范国家的标准应包括欧洲规范的全文(包括所有附录),可以在各自国家标准的前面附以国家标题页和前言,后面附以国家附录。考虑到每一成员国规范管理机构的责任,国与国之间安全水平的不同,保留各成员国根据他们的具体情况确定与安全有关的参数值的权利。而国家附录仅包括那些欧洲规范中留做待定、供成员国选择的参数和有关信息,这些参数称为用来进行建筑和土木工程设计的国家参数,包括:①欧洲规范给出的可供选择的值或等级;②在欧洲规范中只给出了符号的值;③国家的专用数据(地理,气候等),如雪分布图;④欧洲规范给出的可供选择的方法,包括应用信息性附录和为帮助用户使用欧洲规范,无抵触的补充参考资料。

欧洲标准化委员会CEN与国际标准化组织ISO有着极其密切的关系。根据1991年ISO和CEN之间缔结的维也纳协定,对于CEN先行制定的标准,ISO将不再另行制定,用CEN制定的标准作为ISO相应部分标准的草案。勿容质疑,像欧洲规范这样的地域性标准改为国际规范的做法将会受到世界各国的关注。

2.3 国际结构安全度联合会JCSS与概率模式规范 1971年,协调六个国际土木工程协会活动的联络委员会创建了国际结构安全度联合会JCSS。JCSS先后起草并出版了多个有关结构安全性的文件,这些文件成为编制不同类型结构设计和建造指导文件的背景材料,其中包括ISO文件、CEB和ECCS模式规范。1985年JCSS改组后制定的主要工作目标是:

a)将新的基础科学知识转化为规范编制前可以应用的原理。 b)承担编写关于安全性、可靠性和质量保证最新文献的任务,包括可靠度方法和模式的发展动态。

c)增进安全性、可靠性方面的一般知识和了解,加强结构质量保证技术与结构可靠性评估的交流。

d)为成员协会在相关主题的技术合作提供一个框架,鼓励研究,传播信息。 JCSS一直致力于编制一本《概率模式规范》[3]其目的是探讨直接用概率原理对结构进行设计的方法。《概率模式规范》共分四部分,第一部分—设计基础,阐述了结构可靠性的基本概念,在附录中以较多的篇幅论述了结构可靠度的计算原理。特别在“附录D:概率的贝叶斯解释”中,提到了用贝叶斯方法理解结构可靠性的重要性;第二部分—荷载模型,讨论了结构设计中各种荷载的随机变量、随机场和随机过程模型及荷载组合方法;第三部分—材料特性,论述了各种材料的随机特性和质量控制策略及结构抗力的概率模型;第四部分—应用实例,用钢筋混凝土板、钢梁、二层钢框架结构和多层框架中的钢筋混凝土柱四个例子介绍了直接用可靠度理论进行设计的方法。

除《概率模式规范》外,JCSS还在编制《已有结构评估规范》。尽管JCSS编制的规范不是正式的规范,但这些文件及其中的方法对有关国际标准和规范(如ISO 2394 , EN 1990等)编制和修订起了重要参考作用。

2.4 国际结构安全度与可靠度协会IASSAR和国际会议ICOSSAR 国际结构安全度与可靠度协会(IASSAR)是一个专门从事结构随机性、安全度和可靠度研究、教育和将可靠性理论转化为工程应用的国际机构,在结构随机性研究方面涉及的范围包括:计算随机力学,随机动力学,系统可靠度和优化,随机有限元、疲劳和损伤分析,系统识别。该协会自1969年由结构可靠度研究先驱Freudenthal A. M.教授创始以来,共组织了8次国际结构安全度和可靠度的大型会议(ICOSSAR)。每次会议都出版一套关于结构随机性、可靠性的论文集。为了表彰一直从事可靠性研究并做出杰出贡献的学者,每次会议期间还针对上述6个研究领域评选出一个IASSAR杰出研究奖和一个IASSAR青年研究奖。除研究奖外,每次会议还评选出一个在可靠性教育、将可靠性理论转化为工程应用方面做出突出贡献的IASSAR特别贡献奖。 2.5土木工程风险与可靠度协会CERRA和统计与概率应用国际会议ICASP

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