涡轮转子随机结构的可靠性研究

以传统的应力-强度干涉模型为基础,考虑了涡轮转子随机结构尺寸、温度应力、转速、外载荷和材料强度等参数的随机性,利用积分随机有限元和Gram-Charlier级数方法对转子局部应力最大处进行可靠性分析.该方法计算结果与Monte-Carlo仿真值比较,二者相对误差非常小,计算结果比较精确,既避免了有限元计算量大和速度慢的情况,又实现了转子随机结构的可靠性计算.      

采用多级优化技术进行复合材料结构可靠性优化设计

在可靠性基础上将结构体系可靠性优化设计方法发展至复合材料结构,并采有多级优化技术提出了复合材料结构可靠性优化设计方法。系统级优化以结构总重最小为目标函数,以满足结构体系可靠性指标要求为约束条件;元件级优化以元件可靠度最大为目标函数,以层板或元件重量在一次迭代中保持不变为约束条件,从而导出了相应的优化准则和迭代式。算例表明该方法的效率高、收敛性好,能推广应用于大型复合材料结构。     

复合材料冀身组合体结构有限元分析

对某复合材料的翼身组合体进行静强度有限元分析,得出其应力、应变,并将之与试验结果进行比较,确认模型的可行性,并根据复合材料的许用应变给出最大试验外载放大系数。最后,结合试验给出一些建模体会。     

多源不确定性下叶盘结构疲劳可靠性分析与优化设计

为了更好地满足叶盘结构的设计需求,针对叶盘结构疲劳寿命分散和几何参数众多等问题,基于随机有限元法构建了融合多源不确定性的叶盘结构疲劳可靠性分析与优化设计框架.首先,采用应力敏感因子分析筛选叶盘结构关键尺寸;然后,将关键尺寸、材料属性及载荷定义为随机变量,基于其分布规律进行拉丁超立方抽样以开展随机有限元分析和寿命预测;最...     

复合材料结构安全系数的确定

综述了安全系数的概念、影响因素和数值选择,探讨了用可靠性理论来解释与确定复合材料结构的安全系数。     

基于细观刚度模型的缠绕复合材料结构有限元分析方法

 缠绕复合材料结构分析是缠绕复合材料力学性能研究及应用的重要基础。发展了一种缠绕复合材料结构分析有限元方法,该方法基于缠绕复合材料细观刚度模型,通过建立细观刚度场与整体结构的映射关系,将缠绕复合材料细观刚度模型引入缠绕复合材料结构有限元分析中。采用各向异性单元,几何模型与网格划分等过程不需要进行复杂的处理,单元材料属性采用细观刚度模型计算,并通过已建立的细观刚度场和整体结构的映射关系输入。建立了缠绕复合材料结构有限元分析的流程,采用MATLAB程序编写了细观刚度场计算程序,采用ANSYS提供的APDL语言开发了几何建模、分网、读入刚度矩阵等相应分析程序,最后进行了算例分析。算例结果表明,缠绕复合材料内部各层应力应变呈周期性分布,应力应变在纤维交叉和波动区域有所变化,纤维波动对局部应力具有放大作用;纤维走向的交替造成内部剪切应力的正负交替;纤维弯曲引起的局部刚度下降造成局部的应变较大。与传统的经典层合板理论或有限元方法相比,在缠绕复合材料有限元分析中,采用基于傅里叶级数的细观刚度模型,可以反映材料内部细观结构对应力应变分布的影响;同时,方法简单,便于程序实现。     

一种随机结构可靠度分析方法

 对利用确定性有限元和一次二阶矩计算结构可靠度的方法进行了研究,并编制了相应的计算程序。该方法计算量小,简便实用,在结构随机参数分散性不大的情况下可以给出满足工程精度要求的解。     

基于SFEM的SRM纤维缠绕结构的可靠性分析

采用纽曼级数展开的蒙特卡罗随机有限元方法(SFEM),分析了固体火箭发动机(SRM)复合材料缠绕的燃烧室在内压正态变化下的应力响应,然后利用应力强度干涉原理分析计算其可靠性.     

纤维缠绕复合材料结构可靠性评估方法及其应用

为了更加科学有效地评估纤维缠绕复合材料结构的可靠性,根据复合材料渐进失效特点,应用结构系统可靠性理论和方法,将复合材料视为连续体的结构系统,基于复合材料有限元模型对\"单元\"和\"系统\"进行了定义,构建了概率渐进失效分析的基本流程,提出了主要失效序列和结构整体的失效概率的精确解算式和近似计算方法.为解决复杂结构系统主要失效...     

复合随机因素下航空发动机结构的可靠性分析

同时考虑航空发动机材料的随机性, 结构几何形状的随机性, 随机载荷和随机边界条件, 研究复合随机因素下的概率有限元, 在摄动法的基础上推导出结构的随机应力场, 并建立相应的可靠性理论。分析随机因素的特征后, 导出现有的航空发动机结构可靠性分析的各种计算方法, 并进行了航空发动机的轮盘的可靠性分析。      

夹层结构前机身有限元分析与优化设计

选用二次等参夹层板壳单元进行结构分析,单元面板厚度及芯层高度作为优化设计变量。对复合材料面板,则每~铺层层数作为设计变量。对复合材料夹层结构前机身模拟试验件进行了有限元分析,在位移和尺寸约束下,对复合材料夹层结构前机身进行了优化设计,并获得满意结果。     

复合材料腹板开口补强设计及有限元分析

研究复合材料梁腹板的两种开口补强方式在中等开口、中厚板情况下的设计,利用四节点壳单元模拟进行静力学性能分析,并对两种补强方式计算结果进行分析对比,得出基于补片补强的方法补强效果很好且重量较低,其重点是补强片宽度以及过渡段宽度和铺层设计。     

复合材料压缩试验方法有限元分析

针对复合材料压缩试验方法三种不同的加载方式，即剪切加载、端面压缩加载及混合加载方式进行了有限元分析，结果表明，对于上述三种加载方式，加强片的根部均存在应力集中，剪切加载方式最严重，端面加或方法应力集中最小，而混合方式加载的应力集中则介于剪切与端面加载之间。     

纤维缠绕结构的一种可靠性优化设计方法研究

将纽曼级数展开的蒙特卡罗随机有限元应用于具有随机因素的纤维缠绕结构的应力求解;然后利用蒙特卡罗直接比较法和蔡希布（Ｔｓａｉ－Ｈｉｌｌ）失效判据给出该结构的可靠性算式,最后建立了此类结构的可靠性优化设计迭代法,并给出了一算例。     

复合材料垂尾LANCZOS法有限元振动及颤振分析

采用谱变换LANCZOS方法对全复合材料垂尾作了有限元振动及颤振分析。复材有限元法改善了振动特性分析的精度,而LANCZOS法又使分析速度大大提高。并将理论计算与试验结果作了分析对比,得到如下结论:1.振动计算结果和真实飞机地面共振试验结果的对比一致,说明所采用的有限元振动计算方法及程序在复材垂尾上的应用是非常成功的。2.由振动计算结果也证明了所建立的有限元模型的可靠性。3.对复材垂尾进行颤振分析,得到其颤振速度,并与模型风洞试验一致。     

固体推进剂药柱松弛模量随机粘弹性有限元分析

为了研究性能参数的分布对药柱结构完整性的影响,以不可压缩粘弹增量有限元和摄动法为基础,采用局部平均方法对随机场进行离散,发展了一种松弛模量随机粘弹有限元方法,讨论了模量的随机性对结构分析的影响。对药柱进行随机模拟,程序实施简单,计算效率和精度较高。     

复合材料补片胶接修补结构的有限元分析

采用有限元分析方法,研究了裂纹板胶接复合材料补片后,裂纹尖端的应力强度因子值,结果表明：增加补片的宽度和厚度,或者减少补片的长度,都可以提高结构的修补效果。     

随机变幅载荷下结构疲劳可靠性分析——RDCDR模型

通过对恒幅载荷下疲劳应力幅与寿命之间的S-N关系的随机化处理,在Miner线性累积损伤理论下,建立了一种用于随机变幅载荷下结构疲劳可靠性分析模型(RDCDR模型)。模型中的各参数由恒幅疲劳试验数据采用最大似然法确定。采用Monte—Carlo法对模型求数值解。举实例说明了模型的应用。     

齿轮弯曲疲劳强度可靠性分析的新方法

以三参数可靠性分析模型为基础, 结合随机有限元法与齿轮的疲劳强度理论, 提出了一种计算齿根弯曲疲劳强度的新方法。该方法考虑了影响齿轮可靠性的随机因素, 如载荷、材料性能参数和刀具齿顶圆弧半径等, 从而使得全面、合乎实际地对齿轮疲劳强度的可靠性预测成为可能。计算分析表明, 刀具齿轮圆弧半径对齿轮弯曲疲劳强度可靠性的影响不能予以忽略。文中还讨论了其它随机因素以及齿轮的变位系数对齿轮可靠性的影响。      

复合材料蜂窝夹层结构屈曲分层有限元分析

本文采用有限元法预计蜂窝夹层结构的分层破坏载荷,考虑到屈曲同时引起结构分层,假定认为屈曲临界载荷即为分层破坏载荷.在有限元模型中,为了进行有效的压扁区预先分层处理,采用双节点法模拟层压板分层现象.有限元计算结果与试验数据基本吻合,从而验证了计算方法是可行的、可靠的,也进一步论证了前提假定的正确性.