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基于可靠性的复材结构安全系数概率设计法
1
作者
冯蕴雯
宋祉岑
+3 位作者
陈宏志
陈先民
薛小锋
胡昊
《西北工业大学学报》
北大核心
2025年第5期916-925,共10页
确定性安全系数设计难以适应复合材料结构不确定性因素多、多失效模式并发的特点,设计结果也无法定量化描述风险大小。基于多失效模式协同可靠性分析,引入材料、设计、载荷等不确定性变量,提出安全系数概率设计法(safety factor probabi...
确定性安全系数设计难以适应复合材料结构不确定性因素多、多失效模式并发的特点,设计结果也无法定量化描述风险大小。基于多失效模式协同可靠性分析,引入材料、设计、载荷等不确定性变量,提出安全系数概率设计法(safety factor probabilistic design,SFPD),以结构风险等级为约束,将允许失效概率转换为安全系数,打破安全性指标、安全系数和结构设计之间的关联壁垒。考虑复合材料结构的主要失效模式分解安全性指标,为各失效模式分配允许失效概率;以允许失效概率为约束条件,结合宏观和细观失效准则构建复合材料结构可靠性模型,通过结构优化反推极限载荷,使结构在满足安全性指标要求条件下,降低安全系数并减轻结构质量;以民机典型壁板结构为案例验证对象,在保证结构安全的前提下实现了蒙皮质量减少7%、整体结构质量减少4%,并验证安全系数由1.5降为1.4的合理性和可行性。
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关键词
飞机结构设计
不确定性设计
安全系数
复合材料
多模式可靠性
优化设计
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职称材料
基于分枝约界法的复材加筋板多模式多位置可靠性分析
2
作者
冯蕴雯
宋祉岑
+2 位作者
曹一哲
路成
薛小锋
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期783-792,共10页
为了解决复合材料结构失效呈现多模式、多位置并发式,探究了分枝约界方法(BBM)在复合材料多模式、多位置可靠性分析中的应用,并结合蒙特卡罗方法对多模式可靠度进行了求解。结合结构组成、承载状态“分枝”,识别所有可能的潜在失效模式...
为了解决复合材料结构失效呈现多模式、多位置并发式,探究了分枝约界方法(BBM)在复合材料多模式、多位置可靠性分析中的应用,并结合蒙特卡罗方法对多模式可靠度进行了求解。结合结构组成、承载状态“分枝”,识别所有可能的潜在失效模式,再结合结构特征、应力状态“约界”,确定主要失效模式和失效位置,建立多模式可靠性分析模型;通过复合材料独有的失效准则向安全边界方程进行转化,探索复合材料可靠性分析的方法和流程框架,并采用蒙特卡罗求解多模式、多位置失效的可靠度;开展T型复合材料加筋板在轴压载荷下的可靠性分析案例验证,通过使用分枝约界法计算规模减少75%,轴压载荷下加筋板多模式可靠度为0.998。
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关键词
多模式可靠性
分析
复合材料
可靠性
分析
分枝约界法
加筋
多失效
模式
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职称材料
题名
基于可靠性的复材结构安全系数概率设计法
1
作者
冯蕴雯
宋祉岑
陈宏志
陈先民
薛小锋
胡昊
机构
西北工业大学航空学院
飞行器基础布局全国重点实验室
中国人民解放军
中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室
出处
《西北工业大学学报》
北大核心
2025年第5期916-925,共10页
基金
国家商用飞机制造工程技术研究中心创新基金(COMAC-SFGS-2023-2353)资助。
文摘
确定性安全系数设计难以适应复合材料结构不确定性因素多、多失效模式并发的特点,设计结果也无法定量化描述风险大小。基于多失效模式协同可靠性分析,引入材料、设计、载荷等不确定性变量,提出安全系数概率设计法(safety factor probabilistic design,SFPD),以结构风险等级为约束,将允许失效概率转换为安全系数,打破安全性指标、安全系数和结构设计之间的关联壁垒。考虑复合材料结构的主要失效模式分解安全性指标,为各失效模式分配允许失效概率;以允许失效概率为约束条件,结合宏观和细观失效准则构建复合材料结构可靠性模型,通过结构优化反推极限载荷,使结构在满足安全性指标要求条件下,降低安全系数并减轻结构质量;以民机典型壁板结构为案例验证对象,在保证结构安全的前提下实现了蒙皮质量减少7%、整体结构质量减少4%,并验证安全系数由1.5降为1.4的合理性和可行性。
关键词
飞机结构设计
不确定性设计
安全系数
复合材料
多模式可靠性
优化设计
Keywords
aircraft structural design
safety coefficient
composites
multiple-mode reliability
optimization
分类号
V221.8 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于分枝约界法的复材加筋板多模式多位置可靠性分析
2
作者
冯蕴雯
宋祉岑
曹一哲
路成
薛小锋
机构
西北工业大学航空学院
强度与结构完整性全国重点实验室
出处
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期783-792,共10页
文摘
为了解决复合材料结构失效呈现多模式、多位置并发式,探究了分枝约界方法(BBM)在复合材料多模式、多位置可靠性分析中的应用,并结合蒙特卡罗方法对多模式可靠度进行了求解。结合结构组成、承载状态“分枝”,识别所有可能的潜在失效模式,再结合结构特征、应力状态“约界”,确定主要失效模式和失效位置,建立多模式可靠性分析模型;通过复合材料独有的失效准则向安全边界方程进行转化,探索复合材料可靠性分析的方法和流程框架,并采用蒙特卡罗求解多模式、多位置失效的可靠度;开展T型复合材料加筋板在轴压载荷下的可靠性分析案例验证,通过使用分枝约界法计算规模减少75%,轴压载荷下加筋板多模式可靠度为0.998。
关键词
多模式可靠性
分析
复合材料
可靠性
分析
分枝约界法
加筋
多失效
模式
Keywords
multi-mode reliability analysis
composite reliability analysis
branch-bound method
reinforced plate
multi-failure mode
分类号
V258.3 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于可靠性的复材结构安全系数概率设计法
冯蕴雯
宋祉岑
陈宏志
陈先民
薛小锋
胡昊
《西北工业大学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于分枝约界法的复材加筋板多模式多位置可靠性分析
冯蕴雯
宋祉岑
曹一哲
路成
薛小锋
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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