给出文档中问题的MATLAB的验算点方法的代码

时间: 2024-12-16 15:32:23 浏览: 16
根据文档中的要求,以下是使用 MATLAB 实现 JC 法和优化法求解结构可靠度指标 β,并计算验算点坐标的示例代码。此外,还提供了蒙特卡洛法进行验证的方法(包括重要抽样)。 ### JC 法和优化法求解可靠度指标 β 和验算点坐标 ```matlab % 定义随机变量及其分布参数 distributions = struct(); distributions.Xi = makedist('ExtremeValue', 'mu', 0.01, 'sigma', 0.003); distributions.A2 = makedist('Normal', 'mu', 0.30, 'sigma', 0.015); distributions.X3 = makedist('Normal', 'mu', 480.0, 'sigma', 36/sqrt(1)); % 假设组号为1 distributions.X4 = makedist('Lognormal', 'mu', log(226e-6), 'sigma', 11.3e-6 / 226e-6); distributions.X5 = makedist('Normal', 'mu', 0.5, 'sigma', 0.05); distributions.X6 = makedist('Normal', 'mu', 0.12, 'sigma', 0.006); distributions.X = makedist('Lognormal', 'mu', log(40.0), 'sigma', 6.0 / 40.0); distributions.XH = makedist('Normal', 'mu', 0.8, 'sigma', 0.01 * 1); % 假设组号为1 % 功能函数 fun = @(u) distributions.Xi.icdf(normcdf(u(1))) + ... distributions.A2.icdf(normcdf(u(2))) + ... distributions.X3.icdf(normcdf(u(3))) + ... distributions.X4.icdf(normcdf(u(4))) + ... distributions.X5.icdf(normcdf(u(5))) + ... distributions.X6.icdf(normcdf(u(6))) + ... distributions.X.icdf(normcdf(u(7))) - ... distributions.XH.icdf(normcdf(u(8))); % 初始猜测点 u0 = zeros(8, 1); % 使用 fmincon 求解验算点 options = optimoptions('fmincon', 'Display', 'off'); [u_opt, ~] = fmincon(@(u) -fun(u), u0, [], [], [], [], -Inf*ones(8,1), Inf*ones(8,1), [], options); % 计算可靠度指标 β beta = norminv(fun(u_opt)); % 输出结果 disp(['验算点坐标: ', num2str(u_opt')]) disp(['可靠度指标 β: ', num2str(beta)]) ``` ### 蒙特卡洛法验证 ```matlab % 蒙特卡洛模拟次数 N = 100000; % 生成随机样本 Xi_samples = random(distributions.Xi, N, 1); A2_samples = random(distributions.A2, N, 1); X3_samples = random(distributions.X3, N, 1); X4_samples = random(distributions.X4, N, 1); X5_samples = random(distributions.X5, N, 1); X6_samples = random(distributions.X6, N, 1); X_samples = random(distributions.X, N, 1); XH_samples = random(distributions.XH, N, 1); % 计算功能函数值 g_values = Xi_samples + A2_samples + X3_samples + X4_samples + X5_samples + X6_samples + X_samples - XH_samples; % 计算失效概率 Pf_mc = mean(g_values < 0); % 计算可靠度指标 β beta_mc = norminv(1 - Pf_mc); % 输出结果 disp(['蒙特卡洛法失效概率 Pf: ', num2str(Pf_mc)]) disp(['蒙特卡洛法可靠度指标 β: ', num2str(beta_mc)]) % 重要抽样 % 假设重要性分布为均值平移后的正态分布 shift = -u_opt; Xi_is = makedist('Normal', 'mu', 0.01 + shift(1), 'sigma', 0.003); A2_is = makedist('Normal', 'mu', 0.30 + shift(2), 'sigma', 0.015); X3_is = makedist('Normal', 'mu', 480.0 + shift(3), 'sigma', 36/sqrt(1)); X4_is = makedist('Lognormal', 'mu', log(226e-6) + shift(4), 'sigma', 11.3e-6 / 226e-6); X5_is = makedist('Normal', 'mu', 0.5 + shift(5), 'sigma', 0.05); X6_is = makedist('Normal', 'mu', 0.12 + shift(6), 'sigma', 0.006); X_is = makedist('Lognormal', 'mu', log(40.0) + shift(7), 'sigma', 6.0 / 40.0); XH_is = makedist('Normal', 'mu', 0.8 + shift(8), 'sigma', 0.01 * 1); % 生成重要性抽样的样本 Xi_samples_is = random(Xi_is, N, 1); A2_samples_is = random(A2_is, N, 1); X3_samples_is = random(X3_is, N, 1); X4_samples_is = random(X4_is, N, 1); X5_samples_is = random(X5_is, N, 1); X6_samples_is = random(X6_is, N, 1); X_samples_is = random(X_is, N, 1); XH_samples_is = random(XH_is, N, 1); % 计算重要性权重 w = pdf(distributions.Xi, Xi_samples_is) .* ... pdf(distributions.A2, A2_samples_is) .* ... pdf(distributions.X3, X3_samples_is) .* ... pdf(distributions.X4, X4_samples_is) .* ... pdf(distributions.X5, X5_samples_is) .* ... pdf(distributions.X6, X6_samples_is) .* ... pdf(distributions.X, X_samples_is) .* ... pdf(distributions.XH, XH_samples_is) ./ ... (pdf(Xi_is, Xi_samples_is) .* ... pdf(A2_is, A2_samples_is) .* ... pdf(X3_is, X3_samples_is) .* ... pdf(X4_is, X4_samples_is) .* ... pdf(X5_is, X5_samples_is) .* ... pdf(X6_is, X6_samples_is) .* ... pdf(X_is, X_samples_is) .* ... pdf(XH_is, XH_samples_is)); % 计算功能函数值 g_values_is = Xi_samples_is + A2_samples_is + X3_samples_is + X4_samples_is + X5_samples_is + X6_samples_is + X_samples_is - XH_samples_is; % 计算失效概率 Pf_is = sum(w .* (g_values_is < 0)) / sum(w); % 计算可靠度指标 β beta_is = norminv(1 - Pf_is); % 输出结果 disp(['重要抽样法失效概率 Pf: ', num2str(Pf_is)]) disp(['重要抽样法可靠度指标 β: ', num2str(beta_is)]) ``` 以上代码实现了 JC 法和优化法求解结构可靠度指标 β 并计算验算点坐标,同时通过蒙特卡洛法和重要抽样法进行了验证。希望这些代码对你有帮助!
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