文档介绍：哈尔滨工程大学
博士学位论文
飞行器结构可靠性分析与优化设计研究
姓名:赵维涛
申请学位级别:博士
专业:固体力学
指导教师:安伟光
20060501
摘要离等等。而飞行器一般价值昂贵,结构失效后会导致巨大的经济损失,甚至析并评价其可靠性是非常有必要。目前结构系统在静载作用下失效和疲劳载荷而引起结构的完全破坏。另外,这几种失效模式之间由于某些参数之间存构件抗力和刚度与由疲劳载荷引起的随机裂纹或累积损伤之间的关系,分析飞行器工作环境复杂,影响其结构安全的不确定因素很多,例如结构中用的材料物理性能数据可能与实际的有所差别;名义尺寸也可能与实际的不完全一致;计算模型中引用一些假设也会使实际计算模式与实际情况有所偏危及飞行员与旅客的生命安全。因此,对于飞行器三维空间结构进行随机分荷作用下失效以及刚度失效这几种情况下的可靠性大多是分别予以考虑的。但对于飞行器结构来说非常有可能出现几种失效模式的混合情况。例如因较小的疲劳载荷引起一定的疲劳损伤并造成极限承载能力的下降,又因极限载在相关性,因此在结构可靠性分析时,必须同时考虑这几种失效形式才能真正反映结构的实际情况。本文在这方面作了一些尝试,主要内容如下徊酵晟平峁箍煽啃灾副甑募扑惴椒ǎ岣吡私峁箍煽啃缘募扑憔度。对复合材料层合板综合考虑面内和分层失效的可靠性分析方法进行了初步的探讨。给出条件概率所对应的安全余量的写法,为结构系统在一定条件的可靠性分析提供理论基础。致哿似@驮睾啥越峁箍沽透斩鹊挠跋欤隽嗽谄@驮睾勺饔孟了构件剩余抗力和刚度的数字特征。隽嗽诨肪吃睾包括静载和疲劳载荷敖峁贡旧包括元件强度、弹性模量、几何尺寸等乃婊跫拢酆峡悸蔷苍睾推@驮睾勺饔下的随机结构系统可靠性分析方法。该方法分析了结构系统中每一个单元在静载和疲劳载荷作用下的失效形式,制定了单元失效形式的判别准则;考虑了静强度、刚度和疲劳失效模式之问的耦合关系、失效过程中静强度和疲劳行器结构可靠性分析与优化设计研究
失效的先后顺序对结构系统可靠性的影响。数值算例表明,该方法比通常考可靠性的优化方法,如最佳矢量法、遗传算法等,并对遗传算法提出相应的改进策略、编写了相应的机翼结构可靠性优化计算机程序。虑单一失效模式蚓苍亍⒒蚋斩取⒒蚱@褪У的结构系统可靠性分析更逼近真实情况,符合工程结构的实际失效机理,提高了结构分析和计算精度,即保障了结构安全又节约费用。鏊婊占淞喊褰峁瓜低车目煽啃苑治龇椒ǎ旱慕孛婷婊厚、外载看成随机变量,并编写相应的计算机程序。讨论适合基于结构系统关键词:结构可靠性;静载失效;刚度失效;疲劳失效;综合失效;优化设飞行器结构可靠性分析与优化设计研究计
尔滨Ⅲ鼙火学博士学位论文甅。瑃琺甋,,.,,·瑃甧珺
‘疐’,—
作者┳:垄缒匠哈尔滨工程大学学位论文原创性声明期:独莎年夕月矽日本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,髡弑救硕懒⑼瓿傻摹S泄毓鄣恪⒎椒ā⑹莺臀献等的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文一已经注明引月哪谌萃猓韭畚牟话魏纹渌鋈嘶蚣体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识剑本声明的法律结果由本人承担。日
第滦髀选题的目的和意义定性分析方法中,忽视了飞行器结构尺寸、材料以及承受外载中包含的各种受极限载荷而引起结构的完全破坏。另外,这几种失效模式之间由于某些参数之间存在相关性,因此在结构可靠性分析时,必须同时考虑这几种失效形航空航天工程师一直在寻求满足各种性能及使用要求的飞行器结构,随着计算机技术,有限儿技术以及优化技术的发展,已发展了许多结构可靠性分析方法,并且应用于飞行器结构设计。但是,迄今为止,大多数飞行器结构分析与优化设计程序使用的仍是确定性的方法。在这些方法中所考虑的通常是单个结构构件的承载能力而不是整个结构系统的安全。此外,在这些确随机因素。虽然确定性的分析与优化技术可以显著地减轻飞行器结构重量,但是在某蝗情况下,却可能导致飞行器结构不安全。另外,影响飞行器结构设计的随机因素很多,例女¨原材料物理性质和强度性能不同;图纸预先觌定的间隙范围内口,动接头与固定接头的几何参数的随机组合;外部作用和载荷组合的随机性;飞行时系统的外界工作条件同试验台上的外界工作条件有区别。而飞行器一般价值昂贵,结构失效后会导致巨大的经济损失,甚至危及飞行员与旅客的生命安全。因此,考虑实际工程的随机因素苑尚衅鹘构系统进行随机力学分析和基于概率概念的可靠性设计,显然具有十分重要的意义。结构在使用过程中可能会出现各种失效形式,在这些失效形式中以静载强度失效、刚度失效和疲劳失效为主要失效形式。然而,结构系统在静载作用下失效和疲劳载荷作用下失效以及刚度失效这几种情况下的可靠性大多是分别