【摘 要】
：
将材料性能参数、各单层厚度、纤维方向角及载荷作为随机变量，对面内受载作用下的复合材料层合板进行了可靠度分析。文中采用经典层合板理论和泰勒展开方法计算了各单层纤维主方向上的应力均值和标准差，通过改进的一次二阶矩方法来计算各单层的可靠度，并采用逐层破坏的方式对层合板刚度进行退化，最后通过微分等价递归算法得到了层合板的终层失效可靠度。文中将算例结果与蒙特卡罗模拟结果进行了对比，表明本文方法计算简便，精度
【机 构】
：
北京航空航天大学固体力学所,北京 100191
论文部分内容阅读
将材料性能参数、各单层厚度、纤维方向角及载荷作为随机变量，对面内受载作用下的复合材料层合板进行了可靠度分析。文中采用经典层合板理论和泰勒展开方法计算了各单层纤维主方向上的应力均值和标准差，通过改进的一次二阶矩方法来计算各单层的可靠度，并采用逐层破坏的方式对层合板刚度进行退化，最后通过微分等价递归算法得到了层合板的终层失效可靠度。文中将算例结果与蒙特卡罗模拟结果进行了对比，表明本文方法计算简便，精度较高。此外，文中还给出了与层合结构终层破坏等效的失效事件表达式，这对基于可靠度的复合材料结构优化设计具有重要的应用价值。
其他文献
本文引进了仅与材料主刚度有关的假设应力模式内积概念，提出一种新的假设应力场正交化方法，并且分别对各向同性和正交各向异性材料的假设应力场进行正交化，所导出各向同性材料杂交元的正交假设应力场，由于其正交性不依赖于材料因而具有更好的适用性，而正交各向异性材料杂交元的正交应力场只和材料两个主方向弹性模量的比值有关而不受横向泊松效应的影响。采用本文方法对2D-4节点单元和 3D-8节点单元的常用应力场进行正
基于ICM(独立、连续、映射)方法解决压杆稳定的拓扑优化问题。建立以结构重量为目标，以屈曲临界力为约束的拓扑优化模型；借助泰勒展式、过滤函数及瑞利商将模型作近似处理，避免了灵敏度的计算；将优化模型转化为对偶规划，并利用序列二次规划求解，减少了设计变量的数目，缩小了模型的求解规模。并且以压杆算例验证了压杆稳定中折算为两端铰支压杆的长度系数；找出了拓扑结构中瓶颈的位置，据此可以得到较为理想的压杆设计结
借助有限元方法，推导了带有弹性边界支撑的梁的正问题数值求解模型，可方便地实施位移对弹性支撑及本构参数的敏度分析。建立了基于Levenberg-Marquardt 方法的反问题数值求解模型，可对弹性支撑与本构参数进行单一/组合反演。通过数值算例，对所提算法进行数值验证，考虑了噪声和测点位置的影响，得到了令人满意的结果。
本文以上海超级计算中心高效性能计算机及网络服务环境为后盾，从某型飞机型号设计中复杂构型流场模拟的角度，采用当前流行的CFD 手段进行流场计算分析，并直接应用于全机气动力计算及翼型、机翼气动力设计。
利用边界元方法对各向异性材料热传导问题中的参数反演进行了研究。为了解决热传导过程等效积分方程中特有的区域积分项，利用径向积分法把该区域积分转化到边界上，建立了相应的边界元计算模式。结合复变量求导法，对各向异性热传导问题中的热物性参数进行了反演。通过两个算例来验证反演过程的正确性，计算结果表明，建立的数值方法是高效可靠的。本文的方法为解决实际工程中各向异性材料的热物性参数的识别奠定了基础。
本论文对高超声速飞行器气动热环境工程算法进行研究。基于Prandtl边界层理论，将流场分为边界层外的无粘流场和边界层内粘性主导的区域,并将两者的工程算法相结合，发展了一套高超声速气动热的计算方法。对于无粘流区，边界层外缘参数的计算采用完全气体模型和平衡气体模型，利用等熵条件来确定;在边界层内部，基于参考焓方法，采用经典热流密度公式，确定物体表面的气动加热。采用此方法对一些简单三维外形进行了气动热计
大尺寸陶瓷基复合材料结构件的制备与加工工艺一直都是目前超高温结构研制的难点和重点。采用拼接组合方式构建大尺寸构件是一种有效的解决途径，组合连接形式的结构件在降低结构热应力、减小结构变形上也存在一定的优势。本文通过数值分析与实验相结合的方法研究了不同组合形式对对最终结构完整性的影响。首先采用数值方法分析了大尺寸锐型前缘结构高温、大温度梯度环境下的热力响应，结果表明高热梯度下结构前缘中间部位存在非常大
本文基于Fourier导热定律，采用波函数展开法，对纤维复合材料中热波散射与温度分布问题进行了研究。分析了带涂层纤维复合材料中热波反射与透射规律。给出了确定复合材料非稳态的导热系数的分析计算方法。结果表明：在高频情况下非稳态有效导热系数与稳态有效导热系数的变化有很大不同；在低频情况下涂层的性质对复合材料的动态有效热传导系数有较大的影响。文中给出了纤维涂层对复合材料动态有效导热系数影响的数值曲线。
本文提出了预报超高温陶瓷临界失效温度的理论模型。传统的热冲击断裂和损伤理论只考虑了温度变化对材料断裂能力的影响，没有考虑初始温度对材料裂能力的影响。而在高温环境下，材料断裂失效温度不仅与温差有关，而且与初始温度、升温方式相关联。本章通过引入升温参数、初始温度等，结合断裂力学基本理论，建立了高温环境下超高温陶瓷材料失效的评估方法。同时，本文提出模型考虑了高温环境下超高温陶瓷产生的氧化膜对临界失效温度
现代高超声速飞行器热应力问题十分突出，对防热结构进行热弹性分析和强度校核十分重要。本文利用CARDC独立研发的热环境、热响应和热应力计算分析软件，针对某型高超飞行器外形、结构进行了气动热、热响应和热应力计算研究。同时，由于高超声速飞行器竖直挡板和身部间激波/激波和激波/粘性干扰的存在，干扰区热流很难预测准确，NS数值解方法对这类区域热流难以准确给出，而工程方法预测的精度和实际也可能相差50％以上。