【正文】 。 end if (N4=1) Lsk44=10+exprnd(17,N4,1)。(N4=1) 畢業(yè)論文 35 t=sort(t44)。 end t=sort(t11)。 %前后兩次損傷的間隔時(shí)間 %tm=I+1。 %產(chǎn)生刻痕可視性修復(fù)次數(shù) I11(m11)=Iivh(m11)。 for m33=1:N4 if(t(m11)==t44(m33)) if(L~=0) m33=m33+1。%產(chǎn)生孔和裂紋可視性修復(fù)次數(shù) I11(m11)=Iivk(m11)。%產(chǎn)生孔和裂紋儀器修復(fù)次數(shù) I22(m11)=Iiik(m11)。 else Pivk(m11)=1。 %產(chǎn)生刻痕儀器修復(fù)次數(shù) I22(m11)=Iiih(m11)。 else Pivh(m11)=0。 break end end end end end %假設(shè)初始缺陷無(wú)法修復(fù)，從第一次損傷發(fā)生時(shí)刻開(kāi)始進(jìn)行失效判斷 %tl=100t(m11)+fix(t(m11)/100)*100。N4=1) for m11=1:N3 t11(m11)=t33(m11)。 %對(duì)損傷時(shí)刻進(jìn)行排序 if (N3==0)amp。%產(chǎn)生刻痕損傷尺寸 for m11=1:N3 Rsh33(m11)=spline(Lth,Rlth,0)spline(Lth,Rlth,Lsh33(m11))。 end if (N2=1) Lm22=exprnd(52,N2,1)。 Piik=0。 Pivh=0。 Lsh33=0。 KT=[1,]。 %Krhm=Krkm=1。 Plivh=[0,0,]。 Rlth=[664,311,282,244,218,199,183,144,125,108]。 畢業(yè)論文 32 附錄 A— MATLAB源程序 %****************************** %數(shù)據(jù)庫(kù) %****************************** %制造缺陷 %Lm=[0,75]?，F(xiàn)在的工作，在結(jié)構(gòu)尺寸不變的條件下評(píng)估評(píng)估失效概率。這樣模擬的過(guò)程更接近事實(shí)。從圖 57 我們看出輸出變量 FAILURE與輸入變量 R和 LOAD1的靈敏度。單層的厚度為 。 圖 52 可 靠性數(shù)據(jù)流向圖 計(jì)算失效概率的整個(gè)過(guò)程和結(jié)果分析（可靠性分析） 問(wèn)題提出和假設(shè) 我們最終要模擬復(fù)合材料概率損傷容限設(shè)計(jì)過(guò)程。但它仍然被廣泛的使用和接 受，尤其是作為基準(zhǔn)并驗(yàn)證可靠性分析的結(jié)果。其中，生成分析文件是整個(gè)分析過(guò)程中至關(guān)重要的一環(huán)，可靠性分析階段 通過(guò)重復(fù)執(zhí)行分析文件來(lái)完成可靠性分析的循環(huán)，可靠性的結(jié)果提供具體的分析數(shù)據(jù)，因此，必須保證分析文件的正確性和完整性。 經(jīng)過(guò)編程，程序在附錄 A 中，運(yùn)行后，計(jì)算結(jié)果是： （ 1) 在亞音速載荷情況下，在 Mig29 飛機(jī)垂直尾翼的根部 平方米面 積里其中受拉伸 畢業(yè)論文 22 載荷的復(fù)合材料表面： 失效概率平均值： E= 偏差： σ = （ 2) 在亞音速載荷情況下，在 Mig29 飛機(jī)垂直尾翼的根部 平方米面積里其中受壓縮載荷的復(fù)合材料表面： 失效概率平均值： E= 偏差： σ = 這些結(jié)果說(shuō)明此方法還是比較合理的。 步驟 2 服役期間，泊松分布產(chǎn)生服役損傷的次數(shù)，對(duì)應(yīng)通過(guò)指數(shù)分布產(chǎn)生損傷時(shí)間的次數(shù)。在連續(xù)分布函數(shù)中， [ 0,1 ] 區(qū)間上的均勻分布函數(shù)是最簡(jiǎn)單、最基本的一種。因此從理論上來(lái)說(shuō) ， 該方法的應(yīng)用幾乎沒(méi)有什么限制。用 MATLAB實(shí)現(xiàn)這些方法的編程計(jì)算是相當(dāng)方便快捷的 ,因?yàn)樗泻芏喱F(xiàn)成可用的計(jì)算程序 ， 如求反函數(shù)、概率分布函數(shù) 、 概率密度函數(shù) 、 函數(shù)求導(dǎo)等等 ， 而且采用矩陣運(yùn)算可以避免循環(huán)結(jié)構(gòu)。第二種方法使用在每 100 小時(shí)的飛行間隔中。經(jīng)過(guò)樣條曲線擬合后，孔 +裂紋損傷尺寸對(duì)應(yīng)的剩余強(qiáng)度曲線如圖 38 所示。孔 +裂紋的超越數(shù)如表 311 所示，處理后的孔 +裂紋的累積概率如表 312 所示。對(duì)這些樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分布曲線，通過(guò)描點(diǎn)法，從曲線 形狀可以看出是偏移后的指數(shù)分布， MATLAB 語(yǔ)言擬合后的刻痕累積概率分布如圖 33所示。處理后的累積概率如表 32 所示，對(duì)這些樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分布曲線，通過(guò)描點(diǎn)法，從曲線形狀可以看出偏移后的指數(shù)分布， MATLAB 語(yǔ)言擬合后的結(jié)果如圖 31 所示。對(duì)這些數(shù)據(jù)的處理有兩種方法：一是概率分布擬合；二是樣條曲線擬合。剩余強(qiáng)度值 2iS 依賴于溫度和載荷。在最大載荷出現(xiàn)的時(shí)候，結(jié)構(gòu)的隨機(jī)溫度也產(chǎn)生。在服役期間的缺陷的數(shù)量用泊松分布來(lái)模擬。有很多設(shè)計(jì)載荷情況，但是對(duì)于特定的結(jié)構(gòu)就只考慮一些關(guān)鍵性的載 畢業(yè)論文 5 荷情況。 要使損傷容限的設(shè)計(jì)有效，需要在整個(gè)過(guò)程中建立分析模型，分析模型中包括統(tǒng)計(jì)模型的結(jié)果和下面的參數(shù)： （ 1）制造缺陷的類型和尺寸的統(tǒng)計(jì)分布； （ 2）服役期間損傷的類型和尺寸的統(tǒng)計(jì)分布； （ 3）典型的力學(xué)沖擊下的損傷特點(diǎn)； （ 4）估計(jì)制造缺陷和損傷對(duì)剩余強(qiáng)度和耐久性的影響； （ 5）參數(shù)對(duì)剩余強(qiáng)度和耐久性的統(tǒng)計(jì)分布函數(shù)； （ 6）設(shè)計(jì)條件、使用載荷、環(huán)境因子和它們的統(tǒng)計(jì)特性； （ 7）檢測(cè)和修復(fù)時(shí)間； 畢業(yè)論文 4 （ 8）估計(jì)失效概率的方法。 畢業(yè)論文 3 第二章 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)概率損傷容限設(shè)計(jì)方法（ TsAGI方法 ） 引言 俄羅斯航空聯(lián)邦局下的航空流體力學(xué)研究中性，簡(jiǎn)稱 TsAGI，提出了一種計(jì)算復(fù)合材料飛機(jī)結(jié)構(gòu)的可靠性的方法，復(fù)合材料飛機(jī)結(jié)構(gòu)的損傷容限的概率設(shè)計(jì)方法。 本文的主要內(nèi)容如下： 第一章主要介紹了本文的研究背景，國(guó)內(nèi)外關(guān)于 復(fù)合材料概率設(shè)計(jì)的方法的研究現(xiàn)狀，以及本文的研究工作內(nèi)容。為設(shè)計(jì)者、工程師和分析人員提供了一個(gè)自動(dòng)進(jìn)行復(fù)合材料飛機(jī)結(jié)構(gòu)的損傷容限可靠性分析的方法。 最近的幾十年里，國(guó)外很多研究中心都致力于對(duì)概率分析方法的研究，還有一些公司將研究成果應(yīng)用到了實(shí)際的飛機(jī)設(shè)計(jì)分析中，使得概率分析的方法在實(shí)踐中有進(jìn)一步的發(fā)展。復(fù)合材料就符合了這些要求，從而被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。 畢業(yè)論文 i 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的概率損傷容限設(shè)計(jì)方法研究 畢業(yè)論文 ii 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的概率損傷容限設(shè)計(jì)方法研究 摘要 隨著先進(jìn)復(fù)合材料在飛機(jī)上的廣泛應(yīng)用，由于變量的隨機(jī)性和安全系數(shù)的保守性，確定性方法已經(jīng)無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求，從而我們采用概率設(shè)計(jì)的方法，將結(jié)構(gòu)安全程度定量化。 關(guān)鍵詞： 概率損傷容限設(shè)計(jì)， PDS， TsAGI 方法，蒙特卡羅 畢業(yè)論文 iii Abstract As advanced posite materials are widely used in the aerospace structures, because of the random of variables and the conservative of safe factor, the deterministic design analysis cannot meet the design requirements. We adopt the method of probability design, which quantifies structural safety degree. This article is on the base of the domestic and foreign related data, one of four probability methods is Probabilistic Design of Damage Tolerant method, that is the method of TsAGI. Firstly, using MATLAB simulates probabilistic design of damage tolerant, and the failure probability of the posites of aircraft structure is calculated with the Monte Carlo method, for example Mig29 fin. Secondly, through the use of mercial finite element software ANSYS, in posite skin with hole, the use of parametric design language (APDL) and probabilistic design module (PDS) with random input variables, the failure probability is calculated. Its purpose is that it is feasible using ANSYS finite element analysis software to analyze reliability of structure. Finally, the advantages and disadvantages of the method are expounded and the content and the direction of research in future are given. Key words: Probabilistic Design of Damage Tolerant, PDS, the method of TsAGI, MENTE CARLO 畢業(yè)論文 iv 目錄 摘要 ....................................................................................................................................................... ii Abstract ................................................................................................................................................ iii 研究背景 ............................................................................................................................. 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ................................................................................................................. 1 本文的研究工作 ................................................................................................................. 2 第二章 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)概率損傷容限設(shè)計(jì)方法（ TsAGI 方法） ................................................. 3 引言 ..................................................................................................................................... 3 主要的變量 ......................................................................................................................... 3 計(jì)算方法 ............................................................................................................................. 4 模擬過(guò)程 ..............................................................................................