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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
传统上的飞机结构疲劳、损伤容限/耐久性设计常采用确定性的方法，即将作用在结构的工作应力和结构所用的材料性能等均视为确定的值。而大量的实际工程表明：由于作用在结构上的外载荷不确定地波动和组成结构的材质、结构工艺的内在不均匀性，使得虽然是同一批制造的同一类型结构在同一工况下体现出不同的效能，结果导致结构疲劳寿命可相差数倍之多，存在着相当大的分散性。因此，工程师们开始使用概率统计理论对飞机结构的疲劳、损伤容限/耐久性进行研究。然而，由于概率统计理论对已知数据较强的依赖性和实际工程中可得数据的有限性，在一定程度上限制了概率统计理论在飞机结构中的应用。针对概率统计理论的局限性，本文采用非概率方法对其进行研究。主要研究内容包括：1、提出区间名义应力法对含不确定参数的疲劳寿命进行估计，并给出其区间灵敏度分析方法。在应用S-N曲线对寿命进行估计时，为了同时考虑平均应力和应力幅的影响，引入修正公式对疲劳曲线进行校正。并采用区间壳技术对疲劳寿命的区间结果进行修正；2、对于非线性较强的损伤容限/耐久性题目，以区间数学及凸集合理论为基础，将结构的不确定参数描述为区间变量或椭球变量，应用二阶非概率分析方法对含不确定参数的应力强度因子及疲劳裂纹扩展题目进行研究。并与传统的概率分析方法进行比较研究来验证所提方法的有效性，并给出了三种不确定分析方法的包含关系，对结果进行理论验证；3、对于含随机参数的结构静力题目，针对其他求解方法的不足，通过引入三个和四个随机变量的协方差定义及变量间乘积的数学期望，提出了一种新的直接概率法(DPA)对随机静响应的前两阶矩进行估计，从而为可靠性分析提供计算基础及为区间分析方法提供更加精确的不确定参数区间范围；4、利用断裂力学中的K准则，给出断裂可靠性的功能函数，并将其中的应力强度因子及断裂韧性表示成区间的形式，从而得到非概率应力强度因子干涉模型，并基于该模型将结构可靠性分析中的不确定变量用区间集合进行描述，形成非概率集合可靠性模型对含不确定参数结构的断裂可靠性进行研究。该可靠性模型将结构基本变量空间中安全域的超体积与总体积之比定义为结构的可靠度；5、针对传统可靠性分析方法的局限性，将影响结构可靠性分析的不确定性因素用概率和非概率两种方式模拟，基于非概率可靠性分析模型和概率运算，提出一种新的结构概率-非概率混合可靠性模型。该模型首先对功能函数进行非概率可靠性分析，然后将区间变量空间所有区域的可靠度进行求和计算，从而得出结构的可靠度。提出了概率-非概率混合结构主要失效模式的枚举准则，该准则可以针对混合结构系统的特点，给出其主要失效模式的表达形式，综合所提出的结构概率-非概率混合可靠性模型，可以得到概率-非概率混合结构系统的可靠性。并根据相同的不确定信息，证明由混合可靠性模型与概率可靠性模型得到的结果是相同的；6、在结构系统缺乏足够数据或信息不完整的情况下，给出结构可靠性的区间范围比单值可靠度或一简单可靠性指标更具可信度，也更有意义。因此针对既含随机变量又含区间变量的结构，基于结构的概率可靠性模型和非概率区间运算，提出一种新的用于计算混合结构可靠性范围的区间估计模型。该模型充分考虑混合结构系统的所有不确定信息的影响，通过概率和非概率两方面分析，给出结构系统可靠性的上界和下界，同时还给出了混合结构体系下主要失效模式的识别方法。 |
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发表于 2022-8-31 16:57:58
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