管道系统在核电系统中承担着输送反应堆冷却剂等关键作用。我国地质灾难多发,地震所带来的管道过量变形导致冷却剂泄露等问题严重威胁着核电站的安全运行。因此在地震工况下对管道系统进行可靠性评估具有至关重要的作用。地震工况下管道系统的可靠性评估工作主要是利用有限元模型模拟获得。目前所普遍采用的方法是针对某一个特定的管系,模拟在某一地震工况下的振动响应。而在对管道系统进行可靠性评估时,如失效概率等关键数据不能通过单一模型的模拟手段获取。同时在对结构建立有限元模型过程中需要进行边界条件的设定。边界条件的设定是通过设置某些关键参数值完成的,如管道两固定的旋转刚度等。这类参数往往不能通过现场测量等手段准确获得,这些结构参数对结构响应有较大影响。目前建立有限元模型的方法是将此类关键参数进行理想化处理,如两固定端旋转刚度看作无穷大等。而实际结构管道结构的两固定端旋转刚度并非无穷大,进而造成了有限元模型与实际结构的偏差。本文针对这些问题,提出了在地震工况下基于有限元模型关键参数识别的管道系统可靠性评估方法。具体研究内容如下:(1)介绍了管道系统地震工况下的可靠性评估的背景和意义以及目前国内外针对有限元模型的参数识别方法。同时研究对比了目前常用的可靠性评估方法及其各自的优劣。(2)针对目前参数识别方法的不足,尝试直接运用时域振动加速度数据进行参数识别。提出可以直接利用时域振动加速度数据进行参数识别的方法。其中关于时域振动加速度数据维度过大不能直接进行使用的问题,该方法运用主成分分析(PCA)降维方法对数据进行有效降维。在构建识别参数的数学模型时,对比目前研究中所常用的BP、GA-BP神经网络中所存在问题和不足后选择MEA-BP神经网络来对数学模型中的非线性关系进行拟合。并通过数值模拟来对该数学模型的有效性进行了验证。在识别出结构参数后,运用此参数建立起高精度的有限元模型。并提出基于该有限元模型,考虑结构尺寸、工况或材料随机性的可靠性评估方法。其中针对不同参数的随机性抽样问题,该方法使用蒙特卡洛抽样方法来解决。(3)建立一个具有工程代表性的管道通用结构,并对其进行地震台试验以获取其在不同地震工况下的振动响应数据。利用所提直接利用时域振动加速度数据进行关键参数识别的方法对该结构有限元模型中管接头的弹性模量及两固定端的弹簧刚度进行识别,据此来建立该管道结构的高精度有限元模型。为验证该有限元模型的准确性,该研究在同一工况下对结构进行了模拟和实验。并将模拟数据与实验数据进行对比,以此来验证所提的参数识别方法在实际结构应用中的可靠性及有效性。同时与现阶段研究中的其他参数识别方法进行了对比,以验证所提方法的优势。该研究通过对结构增加负重,并选取另一种地震工况进行模拟及实验。以进一步验证在结构质量分布发生变化且地震工况发生改变时,所识别的参数是否仍能满足精度要求。通过模拟数据与实验数据的对比可知,所提方法识别出的结构参数是可靠且准确的。(4)基于以上识别出的管接头弹性模量及两端弹簧刚度的结果,建立该管道通用结构有限元模型。该有限元模型的精度已经得到了验证。接下来通过该有限元模型运用Workbench软件的Six sigma模块,在考虑管道结构尺寸、材料、载荷随机性的基础上对管道进行可靠性分析。并对不同地震工况下、不同负重质量情况下的管道可靠性进行对比分析,证明该结构不能在8级及以上等级罕遇地震工况下可靠运行。提出了可以直接利用时域振动数据进行管道结构参数识别并进行可靠性评估的方法。通过模拟验证及真实结构的实验验证可知,所提方法具有较好的可行性及可靠性。对提高实际工程应用中管道结构可靠性评估的准确性具有十分重要的意义。