- •О.И. Ефимов
- •И.Л. Кузнецов
- •Содержание (часть 1)
- •Тема 1. Введение и общие положения………………………………………..5
- •Тема 2. Методология анализа надежности и долговечности сооружений 13
- •(Часть 2)
- •Тема 3: Элементы теории усталости. Усталостное разрушение
- •Тема 4: Основы теории надежности. Приложение ее к вопросам прочности
- •Тема 5: Задачи и вероятностные методы их решения на основе статистического моделирования случайных величин и случайных процессов…………………………………………………………………… 122
- •Тема 1 «введение и общие положения»
- •Тема 2 «методология анализа надежности и долговечности сооружений»
- •Понятия и математический аппарат, используемые в вероятностных методах см
- •3.1. Одномерная случайная величина (с.В.)
- •3.2. Случайная векторная величина двух измерений
- •3.3. Числовые характеристики распределения системы двух случайных величин
- •. Функции случайных величин
- •Характеристика безопасности
- •Из (3.13) следует, что
- •Можно записать и так
- •Пример 2
- •Математическое ожидание несущей способности
- •Тогда вероятность разрушения:
- •Вероятность неразрушения:
- •Нижний предел ожидаемого значения коэффициента запаса
- •Сочетания прочностных свойств. Метод статистической линеаризации
- •Характеристики нагрузок и воздействий Классификация нагрузок
- •По продолжительности действия и частоте появления действую-щий сНиП 2.01.07-85* разделяет нагрузки на постоянные и временные (длительные, кратковременные, особые).
- •Тогда вероятность разрушения
- •Вероятность неразрушения
- •Лекция 7. Нагрузки. Нагрузки как случайные величины. Снеговые нагрузки
- •Характеристики снеговых районов для новой карты районирования территории России по сНиП 2.01.07-85* (с осени 2003 г.)
- •Ветровая нагрузка
- •Превышение нагрузкой заданного уровня
- •Статистический характер прочности Нормативное сопротивление
- •9.2. Влияние износа и изменения прочности во времени
- •Тема 3: Элементы теории усталости. Усталостное разрушение как случайный процесс
- •Усталостное разрушение. Механизм усталостного разрушения
- •Основные термины
- •Циклы напряжений. Характеристики цикла.
- •Характеристики цикла напряжений.
- •Разновидности циклов напряжений
- •1.3. Характеристики сопротивления усталости при регулярном нагружении
- •Кривые Велера
- •Разновидности уравнений кривых усталости
- •Факторы, влияющие на сопротивление разрушению
- •Природа усталостного разрушения.
- •Механизм усталостного разрушения
- •Масштабный эффект
- •Вероятностный характер явления усталости
- •Определение величины предела выносливости. Предел ограниченной выносливости
- •Расчеты на прочность при одноосном напряженном состоянии и чистом сдвиге (изгибе, растяжении и кручении)
- •Тема 4: Основы теории надежности. Приложение ее к вопросам прочности
- •Основные понятия
- •Вероятность безотказной работы, плотность распределения и интенсивность отказов
- •Основное уравнение теории надежности
- •Общая закономерность изменения интенсивности отказов по времени наработки
- •Прогнозируемая вероятность безотказной работы
- •Экспоненциальный закон надежности
- •Нормальное распределение времени безотказной работы
- •Распределение вейбулла для времени безотказной работы
- •Надежность системы последовательных элементов
- •Надежность системы параллельных элементов
- •Количественные показатели надежности
- •Задачи теории надежности в приложении ее к вопросам прочности сооружений запасы длительной прочности при работе на различных режимах
- •Запасы выносливости при работе на различных режимах
- •Экспериментальное определение.
- •Вероятность разрушения и запасы прочности
- •Вероятность разрушения
- •Вероятность разрушения при произвольных законах распределения напряжений и пределов прочности
- •Доверительные пределы для вероятности разрушения.
- •Тема 5: Задачи и вероятностные методы их решения на основе статистического моделирования случайных величин и случайных процессов
- •Статистические запасы прочности
- •Случайные процессы и их основные статистические характеристики
- •Расчет на прочность при нерегулярной переменной нагруженности
- •Спектральные плотности случайных процессов
- •Определение средней долговечности при действии циклических напряжений со случайными амплитудами
- •Эргодичность случайного процесса
- •Основные методы вероятностного расчета строительных конструкций
- •Коэффициенты запаса в практических расчетах.
- •Общая характеристика методов моделирования случайных величин
- •Статистические запасы прочности
- •Статистический имитационный метод [6]:
- •Пример применения метода статистического моделирования в решении других задач динамики и статики сооружений [6].
- •Статистическое моделирование работы растянутого стержня из сосны
- •I. Случайные события. Основные формулы
- •II. Случайные величины. Основные формулы
- •III. Распределения случайных величин. Основные формулы онлайн
- •24. Пуассоновское распределение (дискретное)
- •25. Показательное распределение (непрерывное)
- •26. Равномерное распределение (непрерывное)
- •27. Нормальное распределение или распределение Гаусса (непрерывное)
- •IV. Другие формулы по теории вероятностей
- •Структура таблицы
- •Примеры построения доверительных интервалов
- •Доверительный интервал для математического ожидания при известной дисперсии
- •Доверительный интервал для математического ожидания при неизвестной дисперсии
- •Доверительный интервал для дисперсии при известном математическом ожидании
- •Доверительный интервал для дисперсии при неизвестном математическом ожидании
- •Доверительный интервал для среднего квадратичного отклонения
- •Доверительный интервал для вероятности биномиального распределения
- •420043, Г. Казань, ул. Зеленая, д. 1
I. Случайные события. Основные формулы
1. Основные формулы комбинаторики
а)
перестановки
;
б)
размещения
;
в)
сочетания
.
2. Классическое определение вероятности
,
где
–
число благоприятствующих событию
исходов;
–
число всех элементарных равновозможных
исходов.
3. Вероятность суммы событий
Теорема сложения вероятностей несовместных событий:
Теорема сложения вероятностей совместных событий:
4. Вероятность произведения событий
Теорема умножения вероятностей независимых событий:
.
Теорема умножения вероятностей зависимых событий:
,
–
условная
вероятность события
при
условии, что произошло событие
;
–
условная
вероятность события
при
условии, что произошло событие
.
5. Формула полной вероятности
,
где
–
полная группа гипотез, то есть
,
–
достоверное событие.
6. Формула Байеса (формула Бейеса). Вычисление апостериорных вероятностей гипотез:
где – полная группа гипотез.
7. Формула Бернулли
–
вероятность
появления события ровно
раз
при
независимых
испытаниях,
–
вероятность появления события при одном
испытании.
8. Наивероятнейшее число наступления события
Наивероятнейшее
число
появления
события при
независимых
испытаниях:
,
–
вероятность появления события при одном
испытании.
9. Локальная формула Лапласа
–
вероятность
появления события ровно
раз
при
независимых
испытаниях,
–
вероятность появления события при одном
испытании,
.
10. Интегральная формула Лапласа
–
вероятность
появления события не менее m1 и
не более m2 раз
при
независимых
испытаниях,
–вероятность
появления события при одном испытании,
.
11. Оценка отклонения относительной частоты от постоянной вероятности :
.
II. Случайные величины. Основные формулы
12. Ряд распределения дискретной случайной величины
|
|
|
……. |
|
|
|
|
……. |
|
Сумма
вероятностей всегда равна 1.
.
13. Функция распределения (интегральная функция распределения)
Функция
распределения случайной величины
определяется
по формуле
.
Это неубывающая функция, принимающая
значения от 0 до 1. Если задана плотность
распределения
,
то функция распределения выражается
как
.
14. Плотность распределения (дифференциальная функция распределения)
Плотность
распределения случайной величины
определяется
по формуле
.
Существует только для непрерывной
случайной величины. Для нее выполняется
условие нормировки:
(площадь
под кривой равна 1).
15. Вероятность попадания случайной величины в заданный интервал
Может быть вычислена двумя способами:
1)
через функцию распределения
;
2)
через плотность распределения
.
16. Математическое ожидание случайной величины
1. Для дискретной случайной величины , заданной рядом распределения:
2. Для непрерывной случайной величины , заданной плотностью распределения:
17. Дисперсия случайной величины
По определению дисперсия – это второй центральный момент:
.
1. Для дискретной случайной величины , заданной рядом распределения:
2. Для непрерывной случайной величины , заданной плотностью распределения :
18. Среднее квадратическое отклонение случайной величины
19. Начальный момент r-го порядка случайной величины
.
В
частности, первый начальный момент –
это математическое ожидание:
20. Центральный момент r – го порядка случайной величины
В
частности, второй центральный момент
– это дисперсия:
.
21. Асимметрия
Коэффициент асимметрии положителен, если правый хвост распределения длиннее левого (правая часть кривой более пологая), и отрицателен в противном случае. Если распределение симметрично относительно математического ожидания, то его коэффициент асимметрии равен нулю.
22. Эксцесс
Коэффициент эксцесса нормального распределения равен нулю. Он положителен, если пик распределения около математического ожидания острый, и отрицателен, если пик гладкий.
