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20 kHz空气射流激振技术及涡轮叶片高阶振动研究
1
作者 赵玉杰 李磊 +3 位作者 孙守义 伍佳伟 宋誉宇 岳珠峰 《推进技术》 北大核心 2025年第6期286-297,共12页
明确涡轮叶片的高阶振动特性,对研究高频振动导致的涡轮叶片高周疲劳失效问题具有重要作用。但是,由于现有激振技术限制,开展8 kHz以上的涡轮叶片高阶振动特性研究较为困难。重点研究了最高激振频率达20 kHz的空气射流激振试验技术,并... 明确涡轮叶片的高阶振动特性,对研究高频振动导致的涡轮叶片高周疲劳失效问题具有重要作用。但是,由于现有激振技术限制,开展8 kHz以上的涡轮叶片高阶振动特性研究较为困难。重点研究了最高激振频率达20 kHz的空气射流激振试验技术,并将其应用于涡轮叶片的高阶振动特性研究。空气射流激振技术基于空气射流原理,并利用喷嘴盘与待测叶片配合,使喷射出的高压空气形成简谐气流激励。采用理论分析与试验测试开展了空气射流激振技术验证,结果显示激振力除了出现设定激振频率外,还明显地出现了倍频成分,但其线性度S2,S3最大仅为11.63%与4.71%,表明空气射流激振技术具有良好的定频激振能力。将采用空气射流激振技术的涡轮叶片高阶振动特性结果与模态试验结果对比,前4阶固有频率的最大相对误差仅为1.49%,因此,空气射流激振试验技术可以准确地获得涡轮叶片的高阶振动特性。 展开更多
关键词 涡轮叶片 高周疲劳 简谐气流激励 空气射流激振 高阶振动特性
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由压痕蠕变试验确定材料的蠕变性能参数 被引量:15
2
作者 岳珠峰 万建松 吕震宙 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期275-281,共7页
 研究由平头压痕蠕变试验来确定受压材料蠕变性能参数的可行性· 利用有限元蠕变分析确定在定压痕应力下的压痕蠕变率,重点放在稳定压痕蠕变率和受压材料蠕变性能参数的关系上· 详细地研究了压头形状、大小和宏观约束对压...  研究由平头压痕蠕变试验来确定受压材料蠕变性能参数的可行性· 利用有限元蠕变分析确定在定压痕应力下的压痕蠕变率,重点放在稳定压痕蠕变率和受压材料蠕变性能参数的关系上· 详细地研究了压头形状、大小和宏观约束对压痕蠕变响应的影响:当压头的尺寸和受压材料为同一数量级时,宏观约束将有十分明显的影响· 提出两种方法来由压痕蠕变试验来确定受压材料蠕变性能参数,并给出了算例,结果有利于准确认识平头压痕蠕变试验。 展开更多
关键词 压痕蠕变试验 蠕变性能参数 单相材料系统 两相材料系统 有限元方法
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Ni基单晶叶片粘塑性分析 被引量:9
3
作者 岳珠峰 吕震宙 +1 位作者 郑长卿 尹泽勇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第3期50-55,共6页
从位错滑移机理出发,建立了一种适用于Ni基高温单晶结构分析用的晶体滑移粘塑性本构模型。该模型将八面体、十二面体及六面体滑移系作为潜在的开动滑移系,考虑阻应力和背应力两种内应力状态参量。利用某Ni基单晶叶片材料在700... 从位错滑移机理出发,建立了一种适用于Ni基高温单晶结构分析用的晶体滑移粘塑性本构模型。该模型将八面体、十二面体及六面体滑移系作为潜在的开动滑移系,考虑阻应力和背应力两种内应力状态参量。利用某Ni基单晶叶片材料在700℃和950℃的试验结果对模型进行了考核并标定了模型参数。进而将所建模型编入有限元结构分析软件中,对某型发动机单晶叶片进行了计算分析。 展开更多
关键词 叶片 镍基合金 粘塑性 有限元法
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各向异性晶体滑移有限元程序及其应用 被引量:8
4
作者 岳珠峰 尹泽勇 +2 位作者 杨治国 成晓明 吕震宙 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 1997年第4期500-503,共4页
本文全面介绍了各向异性晶体滑移结构强度和蠕变分析有限元程序的原理、功能特点及其在镍基单晶涡轮叶片中的应用实例。
关键词 各向异性 晶体滑移 有限元程序 镍基合金
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镍基定向结晶合金蠕变损伤的细观模型 被引量:4
5
作者 岳珠峰 吕震宙 郑长卿 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 1999年第2期175-180,共6页
针对镍基定向结晶合金的蠕变变形和损伤,本文建立了有限元和自洽两种晶体滑移细观模型·在这两种模型中同时考虑了晶粒滑移损伤和晶界损伤·通过一组镍基单晶合金和一组特殊结晶取向的定向结晶合金标定了模型参数·数值分... 针对镍基定向结晶合金的蠕变变形和损伤,本文建立了有限元和自洽两种晶体滑移细观模型·在这两种模型中同时考虑了晶粒滑移损伤和晶界损伤·通过一组镍基单晶合金和一组特殊结晶取向的定向结晶合金标定了模型参数·数值分析结果表明,这两种模型都可以比较准确地描述定向结晶合金的蠕变损伤变形和失效规律,尤其是定向结晶合金蠕变性能的结晶取向相关性· 展开更多
关键词 定向结晶合金 镍基合金 细观模型 蠕变损伤
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镍基单晶结构的蠕变损伤寿命研究 被引量:7
6
作者 岳珠峰 吕震宙 +1 位作者 杨治国 尹泽勇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期285-288,共4页
基于镍基单晶合金材质细观演化规律,提出了同时考虑筏化 解筏及夹杂空洞损伤机理的双参数蠕变损伤本构模型。该本构模型已编入ABAQUS的umat。单向应力状态试验表明它可以模拟镍基单晶结构材料的蠕变规律,特别是晶体取向相关性;利用双剪... 基于镍基单晶合金材质细观演化规律,提出了同时考虑筏化 解筏及夹杂空洞损伤机理的双参数蠕变损伤本构模型。该本构模型已编入ABAQUS的umat。单向应力状态试验表明它可以模拟镍基单晶结构材料的蠕变规律,特别是晶体取向相关性;利用双剪切和模拟单晶叶片蠕变试验对模型进行了考核,结果相当满意。进一步对单晶叶片的蠕变损伤寿命进行分析,叶片的三维取向优化,可以很大程度地提高叶片的蠕变寿命。 展开更多
关键词 蠕变分析 损伤容限 寿命试验 镍基合金 单晶 涡轮叶片
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涡轮单晶冷却叶片综合设计技术综述 被引量:6
7
作者 岳珠峰 虞跨海 +1 位作者 温志勋 李磊 《航空制造技术》 2009年第9期34-37,共4页
新型冷却结构的提出、冷却叶片自动化造型技术的实现、流热耦合分析理论和技术的发展、学科耦合理论的提出、结构设计理论的创新、近似技术的应用以及基于计算机硬件高速发展的软件平台的开发使得涡轮冷却叶片在设计质量、设计效率等方... 新型冷却结构的提出、冷却叶片自动化造型技术的实现、流热耦合分析理论和技术的发展、学科耦合理论的提出、结构设计理论的创新、近似技术的应用以及基于计算机硬件高速发展的软件平台的开发使得涡轮冷却叶片在设计质量、设计效率等方面都有了极大的提高,从而大大提高整个发动机的性能,促进了整个航空工业的发展。 展开更多
关键词 造型技术 冷却叶片 综合设计 涡轮 综述 单晶 冷却结构 计算机硬件
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基于晶体塑性理论和XFEM的镍基单晶三维裂纹扩展仿真研究
8
作者 朱西点 杨未柱 +2 位作者 孙培杰 李磊 岳珠峰 《航空科学技术》 2024年第10期59-66,共8页
镍基单晶作为主要的航空发动机涡轮叶片材料,其裂纹扩展特性对航空发动机的适航管理和寿命评估都有着重要作用,但是其晶体各向异性特点使得基于简单材料本构和损伤模型的仿真分析难以进行准确的裂纹扩展行为评估。本文将晶体塑性理论与... 镍基单晶作为主要的航空发动机涡轮叶片材料,其裂纹扩展特性对航空发动机的适航管理和寿命评估都有着重要作用,但是其晶体各向异性特点使得基于简单材料本构和损伤模型的仿真分析难以进行准确的裂纹扩展行为评估。本文将晶体塑性理论与扩展有限元(XFEM)相结合,通过对仿真软件的二次开发,实现了镍基单晶材料在三维空间内的裂纹扩展行为仿真,并通过与相关试验结果对比验证了方法的合理性,进一步利用建立的方法分析了涡轮叶片前缘气膜孔三维结构的裂纹扩展行为,可为叶片的损伤容限评估和长寿命设计提供技术支撑。 展开更多
关键词 晶体塑性理论 扩展有限元 镍基单晶高温合金 裂纹扩展
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镍基单晶合金蠕变第一阶段性能晶体取向相关性研究 被引量:5
9
作者 岳珠峰 吕震宙 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 1998年第2期48-52,共5页
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,... 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,即晶格错配度,热不协调性和材料细观组织结构的定向特点。此结论进一步得到一种带缺口剪切蠕变试验的验证. 展开更多
关键词 镍基单晶合金 蠕变 晶体取向相关性 镍合金
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各向异性双晶和三晶体弹塑性应力场分析 被引量:4
10
作者 岳珠峰 吕震宙 李海燕 《计算力学学报》 CAS CSCD 1999年第4期445-452,共8页
用三维弹塑性晶体滑移有限元程序对不同晶体取向的双晶和三晶体在晶界和三晶交点处的应力集中特性和滑移系激活规律进行了计算分析。双晶体在计算时考虑了取向的影响,计算结果表明,晶界处应力有较大的变化,呈现复杂的变化规律,这种... 用三维弹塑性晶体滑移有限元程序对不同晶体取向的双晶和三晶体在晶界和三晶交点处的应力集中特性和滑移系激活规律进行了计算分析。双晶体在计算时考虑了取向的影响,计算结果表明,晶界处应力有较大的变化,呈现复杂的变化规律,这种规律与晶体取向相关;三晶交点和晶界使得三晶体应力重新分布,三晶交点可能是应力集中之地,但也可能不造成应力集中,这主要与三个晶体取向相关。本文计算表明,只有仔细地研究细观过程,才能准确理解金属材料的断裂过程。 展开更多
关键词 晶体滑移 有限元 应力结构 滑移系 弹塑性
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一种镍基单晶超合金高温低周疲劳的晶体取向相关性模型 被引量:21
11
作者 岳珠峰 陶仙德 +1 位作者 尹泽勇 李海燕 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期373-381,共9页
在 950℃t对[0 01]、[012]、[112]、[011]和[1144]晶体取向的镍基单晶超合金 DD3试样进行了对称循环低周疲劳(ICF)试验.应变率取1.0×10^(-2),1.33×10^(-3),0... 在 950℃t对[0 01]、[012]、[112]、[011]和[1144]晶体取向的镍基单晶超合金 DD3试样进行了对称循环低周疲劳(ICF)试验.应变率取1.0×10^(-2),1.33×10^(-3),0.33×10^(-3)s^(-1).试验结果表明,LCF特性显著地取决于晶体取向和应变率.试样断口细观分析表明,除了[0 0 1]取向试样外,其余所有试样断口上均有明显的等间距疲劳纹.这些疲劳纹由微裂纹组成,其间距取决于试样的晶体取向和总应变范围.基于晶体滑移理论,建立了疲劳纹间距和总分切应变范围及取向和应变率函数的一个简单关系.对Lall-Chin-Pope(LCP)模型进行修正并推广应用于循环塑性和疲劳寿命研究,提出了一个晶体取向和应变率参数,该参数可以很好地描述镍基单晶超合金高温低周疲劳循环塑性和疲劳寿命的晶体取向和应变率相关性. 展开更多
关键词 镍基单晶超合金 低周疲劳 晶体取向 应变率 高温
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晶体取向对单晶体断裂特征影响的模拟分析 被引量:3
12
作者 岳珠峰 吕震宙 郑长卿 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1996年第2期176-179,共4页
结合Ni基单晶合金制三种不同晶体取向的紧凑拉伸试样试验,本文利用考虑有限变形和品格转动效应的晶体滑移有限元程序对单晶体三维断裂特征进行了模拟计算分析,详细考察了裂纹尖端三维应力场特征和断裂特征,结果表明:晶体取向对裂纹尖端... 结合Ni基单晶合金制三种不同晶体取向的紧凑拉伸试样试验,本文利用考虑有限变形和品格转动效应的晶体滑移有限元程序对单晶体三维断裂特征进行了模拟计算分析,详细考察了裂纹尖端三维应力场特征和断裂特征,结果表明:晶体取向对裂纹尖端应力场有较大影响,但应力沿试样厚度方向明显分成两个部分,在试样心部,应力沿厚度方向变化不大,在试样外表面则明显变化。裂纹尖端张开位移(CTDD)沿厚度方向类似分成两个部分。垂直于滑移面的应力分量致单晶体的准解理断裂,即裂纹的起裂和扩展途径均与该应力分量有关。 展开更多
关键词 单晶体 晶体取向 断裂
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基于有限元的金属基短纤维复合材料MMC的一种统计蠕变模型 被引量:5
13
作者 岳珠峰 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期381-390,共10页
在有限元分析的基础上建立了一个单向应力状态下金属基短纤维复合材料 (MMC)的统计蠕变模型· 首先建立细胞模型并进行有限元分析 ,得到了单向应力状态下材料细观尺寸及载荷方向对宏观蠕变响应的影响规律· 通过在细胞模型中... 在有限元分析的基础上建立了一个单向应力状态下金属基短纤维复合材料 (MMC)的统计蠕变模型· 首先建立细胞模型并进行有限元分析 ,得到了单向应力状态下材料细观尺寸及载荷方向对宏观蠕变响应的影响规律· 通过在细胞模型中增加一界面层 (考虑材料特性和厚度 )来研究基体和纤维的界面对MMC宏观蠕变响应的影响· 基于细胞模型的数值结果 ,提出了一适用于纤维平面随机分布的随机统计模型 ,该模型考虑了纤维的断裂· 通过试验获得纤维的统计分布规律· 分析结果表明随机统计模型可以满意地描述试验结果· 进一步讨论了材料细观尺寸 。 展开更多
关键词 金属基短纤维复合材料 MMC 统计蠕变模型 细胞模型 有限元 蠕变响应 纤维断裂 细观纤维尺寸
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多晶体光滑表面疲劳微裂纹形核机理研究 被引量:7
14
作者 岳珠峰 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2004年第8期809-814,共6页
 建立晶体学模型来研究多晶体承受均匀外载时光滑表面疲劳微裂纹形核的机理· 由于晶粒取向的不相同,即使承受均匀外载,多晶体内将产生不均匀的应力,变形也不均匀· 在疲劳载荷的作用下,表面粗糙度随疲劳周次逐渐增加,变形...  建立晶体学模型来研究多晶体承受均匀外载时光滑表面疲劳微裂纹形核的机理· 由于晶粒取向的不相同,即使承受均匀外载,多晶体内将产生不均匀的应力,变形也不均匀· 在疲劳载荷的作用下,表面粗糙度随疲劳周次逐渐增加,变形逐渐集中到若干部位,即局部化。 展开更多
关键词 晶体学模型 疲劳微裂纹 形核 粗糙度 局部化
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40Cr钢韧脆转变区域的一种细观随机模型 被引量:1
15
作者 岳珠峰 吕震宙 郑长卿 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 1997年第1期129-132,共4页
针对40Cr钢提出的细观模型认为: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。本文对模型参... 针对40Cr钢提出的细观模型认为: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。本文对模型参数进行了测量和统计分析,给出了分布规律。给出了计算断裂特征的概率模型,具体分析结果和实验结果较为吻合。 展开更多
关键词 韧脆转变 断裂判据 随机性
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Ⅰ型裂纹试件裂端三维应力结构分析之一——裂端约束参数与断裂参数分析 被引量:2
16
作者 岳珠峰 郑长卿 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1993年第7期625-633,共9页
本文利用大型通用结构有限元分析程序ADINA对16Mn材料制的两种不同厚度的Ⅰ型CT试样进行了计算与分析,结果表明,厚度方向的约束状态将试样分成两部分:具有相同约束状态的心部高约束区(Z_1)和约束显著变化的外边缘区(Z_2);有限元计算和... 本文利用大型通用结构有限元分析程序ADINA对16Mn材料制的两种不同厚度的Ⅰ型CT试样进行了计算与分析,结果表明,厚度方向的约束状态将试样分成两部分:具有相同约束状态的心部高约束区(Z_1)和约束显著变化的外边缘区(Z_2);有限元计算和实验测定结果证实了这两部分分别与试样断口上的纤维区及剪切唇相对应.所以,Ⅰ型裂纹试件裂端应力、应变场可分别通过这两个区域加以分析获得.本文对一些断裂参数如裂纹尖端张开位移(CTOD)和空穴扩张比(V_g)参数也进行了考察,结果表明这两个参数在厚度方向有相类似的变化规律,在一定程度上都可反映试样的厚度效应及外载荷水平效应. 展开更多
关键词 裂纹试件 裂纹尖端 应力结构
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模拟镍基单晶合金复杂应力状态试样型式分析设计
17
作者 岳珠峰 韩宏宪 吕震宙 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 1997年第2期45-49,共5页
计算分析指出对于以滑移为基本变形机理的镍基单晶合金,受拉扭外载的薄壁圆筒试样其滑移分切应力沿周向不再均匀分布,平板剪切试样其受剪面处于正应力和剪应力共用作用,都不适宜作为复杂应力状态试样。带缺口双剪试样适合于模拟复杂... 计算分析指出对于以滑移为基本变形机理的镍基单晶合金,受拉扭外载的薄壁圆筒试样其滑移分切应力沿周向不再均匀分布,平板剪切试样其受剪面处于正应力和剪应力共用作用,都不适宜作为复杂应力状态试样。带缺口双剪试样适合于模拟复杂应力状态,但缺口的大小和形状影响受剪面的应力分布。本文在数值计算的基础上,给出了最适宜的试样尺寸及变形量的计算公式;针对国产DD3单晶,进行了初步的试验。 展开更多
关键词 镍基合金 单晶合金 复杂应力状态 试样型式
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Ⅰ型试件裂端三维应力结构分析之二——应力结构分析
18
作者 岳珠峰 郑长卿 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1993年第9期775-785,共11页
在文献[1]的基础上,本文分别对试件纤维区和剪切唇的应力结构进行考察.纤维区的应力结构特点为:可以进行变量z分离;对称面上的应力结构可由平面应变FEM解或HRR场解经应力三维度修正获得;载荷水平及试样厚度对应力结构的影响,可由厚度方... 在文献[1]的基础上,本文分别对试件纤维区和剪切唇的应力结构进行考察.纤维区的应力结构特点为:可以进行变量z分离;对称面上的应力结构可由平面应变FEM解或HRR场解经应力三维度修正获得;载荷水平及试样厚度对应力结构的影响,可由厚度方向的CTOD得到反映,所得到应力表达式大为简便与直观.对剪切唇的应力结构进行考察,发现满足一定的精度可由插值法近似获得.本文提出了一种平面应变近似程度系数,并对此进行分析,该系数可较好地反映试样厚度、型式及载荷水平.本文也对断裂参量进行了分析,指出可对CTOD进行应力三维度修正获得. 展开更多
关键词 应力结构 裂纹尖端 试件 断裂力学
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薄膜多层滚压的表面粗糙度晶体学分析
19
作者 岳珠峰 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期524-528,共5页
提出了晶体学模型来研究多层薄膜滚压的表面粗糙度。研究了单层滚压模型,提出滚压的三维模型和二维模型(平面应变),讨论了晶粒大小和应力状态的影响。把单个单层滚压和多层滚压模型、三维模型和平面应变模型进行了比较,发现对于所涉及... 提出了晶体学模型来研究多层薄膜滚压的表面粗糙度。研究了单层滚压模型,提出滚压的三维模型和二维模型(平面应变),讨论了晶粒大小和应力状态的影响。把单个单层滚压和多层滚压模型、三维模型和平面应变模型进行了比较,发现对于所涉及的二维和三维模型来说,单层滚压和多层滚压模型并无明显的差别。因此在这些情况下,可以用单个单层滚压模型来代替多层滚压模型从而节省CPU时间。 展开更多
关键词 晶体变形 多层滚压 表面粗糙度 晶体学模型
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改进的区间截断法及基于区间分析的非概率可靠性分析方法 被引量:49
20
作者 吕震宙 冯蕴雯 岳珠峰 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期260-264,共5页
从工程应用的角度出发 ,提出了用区间表示参数的不确定性时 ,线性系统的非概率可靠度指标 ,此可靠度指标在试验数据较少时比概率可靠度指标更合理 ;另外本文还提出了计算响应参量变化范围的区间截断法 ,研究了截断参数 t的选取范围 ,算... 从工程应用的角度出发 ,提出了用区间表示参数的不确定性时 ,线性系统的非概率可靠度指标 ,此可靠度指标在试验数据较少时比概率可靠度指标更合理 ;另外本文还提出了计算响应参量变化范围的区间截断法 ,研究了截断参数 t的选取范围 ,算例分析表明 ,当 t取为所有输入参数的最大相对变化量时 ,由区间截断法算得的结果近似等于精确解 ,而随着 t的增大 ,区间截断法的解逐渐平稳地趋近于由区间算术运算所求得的直接解。 展开更多
关键词 区间截断法 区间分析 非概率 可靠性 分析方法 线性系统 工程结构
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