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复合材料层合板的率模可靠度研究 总被引:2,自引:0,他引:2
传统的结构可靠性分析是基于二值状态假设的,即结构要么处于失效状态,要么处于安全状态,但在许多工程实际中,在失效和安全之间有一系列中间状态,因此判断结构是否失效,引用模糊状态的概念更为合理.该文将失效(或安全)的模糊状态假设引入到复合材料层合板的可靠度分析和计算中,建立了复合材料层合板的率模可靠度模型和相应的计算模型.在该模型中,考虑了单层复合材料强度指标的随机性,以及极限状态的模糊性.由层合板结构可靠性分析的具体算例,说明了该文模型和计算方法的合理性及有效性.同时,对参数的影响也进行了分析和讨论.结果表明,强度参数的均值以及失效准则的选取对可靠度有较大的影响. 相似文献
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大开口复合材料层合板强度破坏研究 总被引:5,自引:2,他引:3
复合材料层合板的各向异性及非均质,使得复合材料层合板内部的破坏形式非常复杂.在复合材料结构的设计中,为满足制造及使用功能上的需求,在复合材料层合板承力结构件上不可避免地需要设计各种开口.然而,含大开口复合材料层合板的强度破坏问题变得更为复杂,使得现有的强度理论面临新的挑战.针对碳纤维增强复合材料大开口层合板受单向拉伸载荷作用下的强度破坏问题进行了数值分析和实验研究.首先,根据Hashin准则和刚度退化模型,对含不同圆形开口尺寸的[0]_(10)单向铺层、[0/90]_5和[±45]_5正交铺层的层合板,进行了单向拉伸载荷作用下渐进失效的数值模拟分析,获得了对应结构的极限载荷和破坏模式.在此基础上,采用数字图像相关方法,进行复合材料大开口层合板强度破坏的实验研究.研究结果表明,大开口复合材料层合板在单向拉伸加载下主要呈现脆性破坏形式,破坏起始位置处于应力集中区.此外,破坏强度和失效模式与复合材料铺层方式和开口尺寸大小密切相关.其中[±45]_5铺层的开口层合板承载能力最弱,分层破坏最严重.开口尺寸越大,结构的极限载荷值越低.同实验测试结果相比,数值模拟对复合材料层合板的损伤失效分析略显不足,往往很难全面分析复合材料层合板破坏失效过程中的各种因素的影响. 相似文献
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含缺口复合材料层合板的三维有限元失效分析 总被引:1,自引:0,他引:1
本文研究了复合材料层合板最终强度计算的有限元理论,讨论了修正的Newton-Raphson迭代方法在层合板失效过程中应力场计算的迭代过程.同时本文建立了带缺口的复合材料层合板三维有限元模型,充分考虑层合板的纤维断裂、基体开裂和分层三种失效模式,采用修正的三维Hashin准则作为失效判断的依据,计算了三种不同铺层的层合板最终失效载荷值,与试验值吻合得很好.鉴于层压板材料常数ν23的数值难于测定的特点,讨论其对最终失效载荷的影响.在三维有限元模型的基础上,实现了失效扩展仿真分析. 相似文献
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考虑内部损伤影响的层合板最终强度预测 总被引:4,自引:1,他引:3
层合板强度分析若只考虑面内失效而忽略自由边界处的分层失效,往往会高估强度值,得不到合理的预测结果.该文提出了一种层合板强度的数值分析方法,综合考虑了层合板的面内失效(基体失效和纤维断裂)以及层间分层失效.采用有限元方法对层合板进行结构分析得到板的应力响应,结合面内失效判据和分层失效判据对层合板各个单层进行失效判断,采用刚度退化和逐步失效方法求得层合板的最终失效强度.与以往方法相比,该文模型和方法考虑的因素更全面.数值算例表明该方法预测得到的最终失效载荷和分层起始载荷和已有文献实验结果一致. 相似文献
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埋入压电元件的自适应层合板形状控制的数值分析 总被引:5,自引:0,他引:5
把压电元件埋入复合材料层合板中,层合板就变成压电自适应层合板,它除了具有承载能力外,还具有检测、动作、变形等功能。本文用有限元法对压电自适应层合板进行了分析,压电元件的驱动效应被等效为力学载荷。计算过程因此得到了简化,所得算例1的计算结果得到了实验结果的验证。在此基础上,利用非线性规划方法,对结构形状的最优控制进行了分析,并给出了算例2的分析结果。 相似文献
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复合材料层合板在动集中力作用下的结构声强特性 总被引:1,自引:1,他引:0
本文研究了复合材料正交异性层合板在动集中力作用下的结构声强特性。应用MSC/-NASTRAN商业软件计算了复合材料正交异性层合板在动集中力作用下各单元的内力和速度,再应用MATLAB软件得出复合材料层合板的结构声强。算例表明,复合材料正交异性层合板的结构声强流线图与各向同性板存在明显不同的特性。复合材料正交异性层合板的结构声强流线图受边界条件、层合板叠层顺序和层数的影响。从结构声强向量图和流线图可获得关于能量传递路径、源位置和能量汇合点的许多信息。进一步,结构振动产生的噪声可根据上述信息加以控制。 相似文献
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纤维增强树脂基复合材料层合板(fibre reinforced plastic composites,FRP)在航空、航天、交通、造船等诸多工程中得到了日益广泛的应用,而其在冲击载荷下的响应和破坏特别是分层一直为学术界所关注。本文中对FRP层合板在冲击载荷下的响应和破坏进行数值模拟,并通过引入粘结层重点研究其分层破坏。首先,介绍一种基于改进的粘结区域方法的粘结层损伤模型;其次,详细介绍了有限元模型建模过程和建模细节;最后,对有限元模型进行验证,并分析分层损伤发生的原因。模拟结果表明,该模型不仅能准确预测FRP层合板在低速冲击载荷下的载荷-时间曲线和载荷-位移曲线,还能成功地预测其分层破坏。 相似文献
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复合材料层合板的低速冲击损伤及其剩余压缩强度研究 总被引:3,自引:0,他引:3
本文采用理论和实验方法研究了复合材料层合板的低速冲地及其剩余压缩强度。文中利用有限元方法和能量转换原理计算了层合板受到低速冲击的受载最危险状态,以及此时的应力分布;并用Tsai-Wu张量准则判断损伤情况,对产生损伤的单元进行相应的刚度折减,且作重复计算直至不产生新的损伤为止;最后,对受冲击的层合板还进行剩余压缩强度计算。在实验中,采用激光全息无损检测法测量了层合板的冲击损伤,并对受冲击的层合板进行 相似文献
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基于模糊不确定性向随机不确定性的等价转换和有限元分析计算,建立了以失效模式相对重要度为依据的广义主要失效模式枚举的工程准则法.该方法可以综合考虑材料参数、结构几何以及外载荷等基本变量的随机和模糊两种不确定性因素对失效模式相对重要度的影响,通过合理选择门槛值,可以在保证计算精度的基础上尽可能的减小计算工作量.以平尾转轴的模糊随机可靠性分析为算例,给出了门槛值的经验值,并说明了所建工程准则法的合理性. 相似文献
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模糊随机可靠性分析的统一模型 总被引:13,自引:1,他引:13
针对基本变量和状态变量的不确定性可能既有随机性又有模糊性的情况,通过
引入规一化因子和模糊变量隶属函数的等效概率密度函数转换,建立了同时考虑随机和模糊
两种不确定性因素的统一可靠性模型. 由于该模型将模糊变量等价转换成了随机变量,并且
这种等价变换没有改变模糊变量的可能性分布,因而随机可靠性模型的所有方法均可用于统
一模型,并且其可靠度和失效概率的计算将是准确的. 所提模型不仅适用于只有应力和强度
两个基本变量的情况,而且也适用于多个变量的情况. 用算例对所提模型与前人的采
用截集并在截集中引入人为分布的模型进行了对比,结果表明该方法更适于工程应用. 相似文献
13.
Strength parameters of rock mass are taken as random variables. Based on the reliability theory, an analytical expression of reliability solution for Drucker-Prager criterion is given. The Monte-Carlo method and FORM (first order reliability method) are used to test the correctness of the solution. Some influences of variation of strength parameters on the judging results of Drucker-Prager criterion are discussed by the use of the solution. Conclusions of discussion show that variations of strength parameters have different influences on the reliability probability of Drucker-Prager criterion. When the coefficients of variation of strength parameters are great, their influences on the reliability probability of Drucker-Prager criterion are obvious and can not be neglected. The conclusions of this paper provide a new way for the reliability judgment of yield on rock m'ass. 相似文献
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PROCEDURE FOR COMPUTING THE POSSIBILITY AND FUZZY PROBABILITY OF FAILURE OF STRUCTURES 总被引:1,自引:1,他引:1
IntroductionTheinitiationofreliabilitytechniqueswasduetotheexistenceoflargeamountofuncertaintiesinengineering .Accordingtothedifferencesintheproducedcauseandphysicalmeaning,uncertaintiesmaybedividedgenerallyintothreetypes:randomness,fuzzinessandunascer… 相似文献
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Reliability analysis of FRP laminated plates with consideration of both initial imperfection and failure sequence 总被引:13,自引:0,他引:13
A probabilistic progressive failure analyzing method is applied to estimating the reliability of a simply supported laminated
composite plate with an initial imperfection under bi-axial compression load. The initial imperfection and the strength parameters
are considered as random variables. Ply-level failure probability is evaluated by the first order reliability method (FORM)
together with the Tsai-Wu strength criterion and Tan criterion. Current stresses in the laminated structure are calculated
by the classical lamination theory with the stiffness modified based on the last step ply failure. Probabilistically dominant
ply-level failure sequences leading to overall system failure are identified, based on which the system failure probability
is estimated. A numerical example is presented to demonstrate the methodology proposed. Through parameter studies it is shown
that the deviation of the initial imperfection and some of the strength parameters largely influence the system reliability.
Project supported by the Scientific Research Foundation for Returned Overseas Chinese Scholars, State Education Ministry,
and the Research Foundation of Huazhong University of Science and Technology. 相似文献
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A new procedure for the optimum layup design of composite laminates is described in this paper. In this method the global optimum search and local relaxing constraints are adequately combined together. The design variables are divided and applied in separate processes. A 16-node hybrid semi-Loof element model is used in the global structure analysis. The iterative complex method is adopted in the optimization. The method is suitable for the minimum weight design of a laminate subjected to the strength and stiffness constraints under multiple loading. The numerical results demonstrate the high efficiency and reliability of the present method.The project was supported by National Natural Science Foundation of China 相似文献
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考虑随机模糊性时结构广义可靠度计算方法 总被引:6,自引:0,他引:6
在元件强度外载既具有随机性又具有模糊性而元件的状态具有确定性的分界线时,元件的可靠度和失效概率可以表示成条件概率,这样就可以在考虑设计人员的经验的情况下降低元件的失效概率,算例结果证明了此结论;文中的另一个内容是给出了元件和结构的状态不存在明确界线时可靠度和失效概率的计算方法,从而更客观地反映结构的安全程度. 相似文献