针对多部位损伤(Multiple Site Damage,MSD)结构安全性评估问题,通过Monte-Carlo方法对MSD结构的失效概率进行预测和分析。首先,基于多孔铝板的多裂纹萌生试验,得出裂纹萌生寿命服从对数正态分布,为多裂纹萌生分析提供支持;通过多孔铝...针对多部位损伤(Multiple Site Damage,MSD)结构安全性评估问题,通过Monte-Carlo方法对MSD结构的失效概率进行预测和分析。首先,基于多孔铝板的多裂纹萌生试验,得出裂纹萌生寿命服从对数正态分布,为多裂纹萌生分析提供支持;通过多孔铝板的剩余强度试验得到铆钉孔直径、铆钉孔间距和裂纹萌生位置对结构剩余强度均有一定影响。其次,通过对裂纹萌生寿命分布进行随机抽样生成初始裂纹并使用组合法结合Paris公式,实现多裂纹随机扩展的模拟;在试验数据基础上,对传统的Irwin塑性区连通准则进行改进,发现改进的Irwin塑性区连通准则在孔间距大于10mm时的误差大大降低,并结合净截面屈服准则以获得更好的剩余强度预测结果;将随机性的裂纹萌生和扩展过程与确定性的剩余强度预测方法相结合,建立基于Monte-Carlo方法的MSD结构的失效概率预测模型。最后,通过算例分析,该模型能够得到MSD结构的失效概率曲线,实现结构安全性评估。结果表明MSD结构的失效概率会在短时间内迅速增加,需要在裂纹萌生寿命附近进行限制。展开更多
首先阐明组合法求解有限板多孔MSD(multiple site damage)应力强度因子的基本原理,然后就组合法运用中比较难以解决的多孔边裂纹间的修正系数问题,提出一种基于复变函数法的有效解决方法。将完善后的组合法应用于有限板多孔MSD应力强度...首先阐明组合法求解有限板多孔MSD(multiple site damage)应力强度因子的基本原理,然后就组合法运用中比较难以解决的多孔边裂纹间的修正系数问题,提出一种基于复变函数法的有效解决方法。将完善后的组合法应用于有限板多孔MSD应力强度因子的求解,计算某型飞机典型铆接壁板无主裂纹和含主裂纹两种情况的数值算例。通过与有限元结果的比较可知,该方法的计算结果精确、可靠,计算过程简单、易行。提出的近似解析方法能很好地应用于任意分布的有限板多孔MSD裂纹结构,在工程断裂问题中有较好的应用价值。展开更多
考虑到飞机结构的多部位损伤(MSD,Multiple Site Damage)结构裂纹萌生位置的不同可能对结构的安全性能存在影响,分析结构失效概率对各应力集中部位裂纹萌生寿命和应力的敏感性,量化其对结构安全性能的影响.裂纹萌生寿命采用对数正态模型...考虑到飞机结构的多部位损伤(MSD,Multiple Site Damage)结构裂纹萌生位置的不同可能对结构的安全性能存在影响,分析结构失效概率对各应力集中部位裂纹萌生寿命和应力的敏感性,量化其对结构安全性能的影响.裂纹萌生寿命采用对数正态模型,通过定义核函数建立MSD结构失效的敏感性分析模型,采用Monte-Carlo模拟计算概率敏感度.该方法利用Monte-Carlo概率分析的结果,只需增加少许计算量即可得到失效概率对参数的敏感度.将该方法应用于共线多孔板分析,得到了给定寿命下失效概率对各关键位置应力和裂纹萌生寿命对数均值的敏感度,从而确定了对结构安全影响最大的位置.展开更多
基于无预制裂纹3排平行孔平板的疲劳试验,对含相似应力水平的多细节结构产生多处损伤(Multiple Site Damage,MSD)的规律进行了研究。为了研究产生MSD结构中裂纹之间的干涉影响,利用Franc2D/L对主裂纹、等长双侧裂纹,等长单双裂纹、单孔...基于无预制裂纹3排平行孔平板的疲劳试验,对含相似应力水平的多细节结构产生多处损伤(Multiple Site Damage,MSD)的规律进行了研究。为了研究产生MSD结构中裂纹之间的干涉影响,利用Franc2D/L对主裂纹、等长双侧裂纹,等长单双裂纹、单孔等长双裂纹四种开裂模式的裂纹应力强度因子进行了计算分析。计算结果表明:裂纹扩展初期,裂纹主要受到自身开裂孔的干涉影响,四种模式下裂纹的无量纲应力强度因子比较相近;随着裂纹长度的增加,试验和有限元结果都表明了裂纹间的干涉影响显著加快了裂纹的扩展速度。展开更多
文摘针对多部位损伤(Multiple Site Damage,MSD)结构安全性评估问题,通过Monte-Carlo方法对MSD结构的失效概率进行预测和分析。首先,基于多孔铝板的多裂纹萌生试验,得出裂纹萌生寿命服从对数正态分布,为多裂纹萌生分析提供支持;通过多孔铝板的剩余强度试验得到铆钉孔直径、铆钉孔间距和裂纹萌生位置对结构剩余强度均有一定影响。其次,通过对裂纹萌生寿命分布进行随机抽样生成初始裂纹并使用组合法结合Paris公式,实现多裂纹随机扩展的模拟;在试验数据基础上,对传统的Irwin塑性区连通准则进行改进,发现改进的Irwin塑性区连通准则在孔间距大于10mm时的误差大大降低,并结合净截面屈服准则以获得更好的剩余强度预测结果;将随机性的裂纹萌生和扩展过程与确定性的剩余强度预测方法相结合,建立基于Monte-Carlo方法的MSD结构的失效概率预测模型。最后,通过算例分析,该模型能够得到MSD结构的失效概率曲线,实现结构安全性评估。结果表明MSD结构的失效概率会在短时间内迅速增加,需要在裂纹萌生寿命附近进行限制。
文摘首先阐明组合法求解有限板多孔MSD(multiple site damage)应力强度因子的基本原理,然后就组合法运用中比较难以解决的多孔边裂纹间的修正系数问题,提出一种基于复变函数法的有效解决方法。将完善后的组合法应用于有限板多孔MSD应力强度因子的求解,计算某型飞机典型铆接壁板无主裂纹和含主裂纹两种情况的数值算例。通过与有限元结果的比较可知,该方法的计算结果精确、可靠,计算过程简单、易行。提出的近似解析方法能很好地应用于任意分布的有限板多孔MSD裂纹结构,在工程断裂问题中有较好的应用价值。
文摘考虑到飞机结构的多部位损伤(MSD,Multiple Site Damage)结构裂纹萌生位置的不同可能对结构的安全性能存在影响,分析结构失效概率对各应力集中部位裂纹萌生寿命和应力的敏感性,量化其对结构安全性能的影响.裂纹萌生寿命采用对数正态模型,通过定义核函数建立MSD结构失效的敏感性分析模型,采用Monte-Carlo模拟计算概率敏感度.该方法利用Monte-Carlo概率分析的结果,只需增加少许计算量即可得到失效概率对参数的敏感度.将该方法应用于共线多孔板分析,得到了给定寿命下失效概率对各关键位置应力和裂纹萌生寿命对数均值的敏感度,从而确定了对结构安全影响最大的位置.
文摘基于无预制裂纹3排平行孔平板的疲劳试验,对含相似应力水平的多细节结构产生多处损伤(Multiple Site Damage,MSD)的规律进行了研究。为了研究产生MSD结构中裂纹之间的干涉影响,利用Franc2D/L对主裂纹、等长双侧裂纹,等长单双裂纹、单孔等长双裂纹四种开裂模式的裂纹应力强度因子进行了计算分析。计算结果表明:裂纹扩展初期,裂纹主要受到自身开裂孔的干涉影响,四种模式下裂纹的无量纲应力强度因子比较相近;随着裂纹长度的增加,试验和有限元结果都表明了裂纹间的干涉影响显著加快了裂纹的扩展速度。
