复合材料加筋板极限承载能力可靠性分析

发布时间：2017-08-15 22:09

  本文关键词：复合材料加筋板极限承载能力可靠性分析

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【摘要】：在复合材料加筋壁板进行极限压缩承载能力分析时,涉及非线性有限元和刚度退化,计算量大,导致极限承载能力可靠性评估耗时巨大。针对这一问题,本文开展以提高可靠性计算效率为目标的研究工作,并讨论基于可靠性的结构优化对极限强度的影响。具体内容如下:1.渐进失效模型通过Abaqus软件平台,建立多种复合材料加筋板模型,对比不同模型计算极限承载能力的效率和精度。在此基础上,本文利用子程序结合刚度退化准则和界面单元来模拟加筋壁板渐进失效过程。该方法考虑多种失效模式,极限承载能力预测结果与实验数据吻合较好。2.改进的复合材料加筋壁板可靠性评估模型针对复合材料加筋壁板极限承载能力可靠性分析耗时问题,本文利用KPcr替代Pu以达到简化计算的目标,并且利用泰勒展开及经典响应面方法验证KPcr与Pu之间关系。结果表明,本文方法得到的可靠度指标与经典方法得到的结果具有较高的吻合度。本文方法计算效率明显高于经典方法,便于实际工程应用。3.RBSO对极限强度影响本文分别建立了屈曲可靠性优化模型和多种确定性优化模型,通过改变目标函数及约束条件对加筋板铺层厚度进行优化设计。分析结果表明:(1)基于屈曲可靠性优化所得结果可以在保证屈曲可靠性的同时保证极限承载能力可靠性;(2)基于屈曲可靠性的优化结果及确定性优化结果表明屈曲载荷与极限载荷具有较大的相关性。优化结果从侧面表明本文第4章所提出方法是合理有效的。
【关键词】：复合材料加筋板 刚度退化 极限承载能力 结构可靠性 优化设计
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V214.8
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究目的和意义11-12
• 1.2. 研究现状及分析12-16
• 1.2.1 加筋壁板研究12-13
• 1.2.2 可靠性研究13-14
• 1.2.3 可靠性优化设计14-16
• 1.3 本文主要研究内容16-17
• 第2章 基本理论17-25
• 2.1 失效准则17-19
• 2.2 可靠性评估方法19-21
• 2.3 渐进失效子程序21-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 复合材料加筋板极限承载能力分析25-43
• 3.1 复合材料加筋壁板几何尺寸及铺层25-27
• 3.2 全Shell单元分析模型27-30
• 3.2.1 模型建立27
• 3.2.2 模拟结果分析27-30
• 3.3 引入Cohesive单元分析模型30-34
• 3.3.1 有限元模型30-31
• 3.3.2 屈曲分析31-32
• 3.3.3 模拟结果分析32-34
• 3.4 基于子程序的渐进失效分析模型34-40
• 3.4.1 刚度折减方法34-35
• 3.4.2 极限压缩强度分析35-37
• 3.4.3 失效过程分析37-40
• 3.5 结果讨论40-41
• 3.6 本章小结41-43
• 第4章 可靠性分析43-54
• 4.1 极限状态方程43-45
• 4.2 屈曲载荷与极限载荷相关性45-49
• 4.3 Isight软件平台49-50
• 4.4 可靠性评估50-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第5章 可靠性优化设计54-61
• 5.1 屈曲可靠性分析54-55
• 5.2 屈曲可靠性优化设计55-57
• 5.3 确定性优化设计57-60
• 5.3.1 模型 157-58
• 5.3.2 模型 258-59
• 5.3.3 模型 359-60
• 5.4 本章小结60-61
• 结论61-63
• 参考文献63-68
• 致谢68-69
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文69-70

【参考文献】

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本文编号：680108