不确定条件下复合材料结构的全局灵敏度分析

基于不确定条件下结构的全局灵敏度分析理论,研究了输入变量的不确定性对复合材料结构输出响应量方差和失效概率的影响。考虑材料力学性能、铺设角、铺层厚度及加载载荷的不确定性,利用基于方差和基于失效概率的全局灵敏度分析方法,对复合材料结构输出位移和强度比的不确定性来源进行分析,得到输入变量的全局灵敏度排序结果。对复合材料工字梁结构进行算例分析,验证了所得排序结果的有效性,为工程实际中复合材料结构稳定性优化设计提供了一定的指导。     

镍基单晶合金蠕变第一阶段性能晶体取向相关性研究

根据镍基单晶合金材料细观结构的定向特点，提出了分析蠕变第一阶段性能晶体取向相关性的细观单元模型。对由晶格错配度和热不协调性所产生的内应力进行了模型分析，用镍基单晶合金ＤＤ３单晶平板８５０和９５０℃实验测量了内应力的宏观响应，并在推导一解析解的基础上，确定模型参数，给合（００１）、（０１１）、（１１１）取向圆棒拉伸试样试验和晶体滑移有限元蠕变分析表明，蠕变第一阶段的晶体取向相关性可以归于以下三个因素     

40Cr钢韧脆转变区域的一种细观随机模型

针对４０Ｃｒ钢提出孤细观模型认为；在统计意义上，材料的韧性断裂为空穴机制，临界空穴扩张比参数可以作为其判据；材料的脆性断裂可以用内嵌币状裂纹的脆性断裂模型来模拟；在韧脆转变区内，这两种机理并存并相互竞争。     

一种新的自适应Kriging法停止准则及其在涡轮盘疲劳寿命可靠性中的应用

自适应Kriging结合Monte Carlo模拟(AK-MCS)是估计结构失效概率的高效方法。AK-MCS在自学习过程中需要停止准则掌控其自学习的程度,然而目前的停止准则没有准确地将自学习过程和失效概率估计值的精度联系起来。为此,提出一个基于失效概率置信区间的停止准则,该停止准则首先计算失效概率估计值的方差,然后依据切比雪夫不等式将失效概率估计值方差转化为失效概率估计值的置信区间,并以置信区间长度小于给定阈值作为停止准则。所列的简单算例以及涡轮盘低周疲劳寿命可靠性工程算例均将该方法与同类研究进行了对比,验证了该方法的精度。     

基于β面截断重要抽样法可靠性灵敏度估计及其方差分析

基于β面的截断重要抽样法可以用来求解单失效模式可靠性灵敏度.该方法在设计点处作失效面的虚拟切面β面,而β面将变量空间分割成重要抽样区域R和非重要抽样区域S.在R和S区域分别建立相应的截断重要抽样密度函数hR(x)和hs(x),从hR(x)和hs(x)中抽取的样本量按照R和S区域对可靠性灵敏度的贡献来分配,并通过迭代模拟...     

基于Copula函数的失效概率灵敏度分解方法

针对工程结构中输入变量存在相关性的失效概率灵敏度分析问题,通过引入Copula函数对输入变量联合概率分布进行描述,可将失效概率灵敏度分解为独立灵敏度和相关灵敏度。针对失效概率灵敏度的计算问题,可将失效概率的偏导数计算转化为边缘概率分布函数和Copula密度函数的核函数计算。通过对常用的概率分布以及Copula函数进行推导,可以得到其核函数的解析表达,进而直接用于失效概率灵敏度的计算。通过数值算例和工程算例对所提算法的合理性进行了验证。     

平稳随机激励下线性随机结构动力响应分析

对于外载是平稳随机激励的线性随机结构分析问题,在随机变量函数矩点估计和虚拟激励法的基础上,建立随机响应均方值特征参数的矩估计算法.应用虚拟激励法将随机载荷转化为确定性简谐载荷,计算确定性结构在平稳随机激励下响应的均方值,采用点估计方法分析平稳响应均方值的均值和方差,并计算响应均方值的变异系数,通过两个算例考察结构参数的随机性对结构响应均方值的影响.由于基于随机变量函数矩的点估计和虚拟激励法具有较高的效率和精度,因而所提方法具有一定的工程意义.     

改进的Kriging法在计算结构可靠度中的应用

针对工程中隐式功能函数的可靠性分析问题,提出一种采用插值法选取试验点的改进Kriging近似方法.所提方法通过内插法选取Kriging近似所需的试验点,内插策略使得试验点逼近真实的极限状态方程,从而使Kriging方法能更好地近似对可靠性分析具有重要贡献的极限状态方程.文中算例表明该方法原理简单,计算精度高且计算量不大,具有一定的工程应用价值.     

结构失效概率计算的重要方向自适应线抽样方法

首先通过算例分析线抽样方法存在的问题,对于线性问题,线抽样法的效率受抽样重要方向与最优重要方向偏离程度的影响,这种偏离程度越大,效率越低;而对于非线性问题,当抽样重要方向与最优重要方向偏离较大时,线抽样的效率和精度均严重下降,甚至得出错误的计算结果.针对线抽样存在的问题,提出一种重要方向自适应的线抽样方法.在标准正态空间中,所提方法将原点指向典型失效点的方向作为初始重要方向,通过探索性线抽样和逐步修正的方法,使得线抽样的实际重要方向逼近最优重要方向,进而使线抽样方法的精度和效率得以充分发挥.数值和工程算例均验证了改进线抽样方法的优越性.     

镍基单晶高温合金的里面变损伤规律研究

基于镍基单晶合金蠕变过程中的细、微观组织结构变化及损伤特点，本文建立了考虑材质劣化和空洞损伤的双参数里面变损伤本构方程及寿命预测模型。利用ＤＤ３单晶材料（００１）晶体取向的７６０，８５０和１０００℃实验结果考核表明，所建模型可以比较准确地预测蠕变第二、第三阶段变形状态及破坏特征。第二阶段持续时间、第三阶段开始时间可以表示成蠕变应力的指数函数；随着温度的升高，材料劣化加剧，空间损伤也增加。