【摘 要】
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针对时变可靠度分析模型,基于随机过程离散提出了一种时变可靠度分析方法.该方法首先将极限状态功能函数随机过程进行离散,并对离散后的各极限状态函数在MPP点处线性展开,之后按照串联系统结构可靠性计算方法运用多维分布函数和全概率公式化简得到一新的静态功能函数表达式,然后运用FORM方法进行高效求解.最后,该方法被应用于简支梁、管状悬臂梁和汽车发动机主轴的时变可靠度分析上,表现出了良好的收敛性和计算效率,
【机 构】
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汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南大学机械与运载工程学院,长沙410082
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针对时变可靠度分析模型,基于随机过程离散提出了一种时变可靠度分析方法.该方法首先将极限状态功能函数随机过程进行离散,并对离散后的各极限状态函数在MPP点处线性展开,之后按照串联系统结构可靠性计算方法运用多维分布函数和全概率公式化简得到一新的静态功能函数表达式,然后运用FORM方法进行高效求解.最后,该方法被应用于简支梁、管状悬臂梁和汽车发动机主轴的时变可靠度分析上,表现出了良好的收敛性和计算效率,与蒙特卡洛方法计算结果对照,该方法误差均控制在5％以内.
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重点研究了具有最大模态阻尼系数的黏弹性材料微结构双尺度拓扑优化设计方法.其中,结构的模态阻尼系数通过模态应变能方法获得,并假设阻尼层在宏观尺度上具有均匀的材料性质,即阻尼材料由周期性的微结构组成.通过有限元法离散材料微结构设计域,其单元密度作为设计变量,并采用SIMP方法进行密度惩罚,宏观结构的模态阻尼系数作为设计目标,通过序列线性规划法进行优化问题的求解.
利用拉伸或弯曲主导性的多孔构型及其夹芯结构在不同尺度上的混合,构造了一类拉-弯混合型的多层级复合材料点阵结构,即宏观尺度上为点阵结构,而细观尺度上点阵杆件又由泡沫夹芯梁组成.根据泡沫夹芯点阵杆件铺层方式的不同,分别制备出两种类型的多层级复合材料点阵结构,并对其压缩性能分别进行理论预报与实验验证.最后,经过优化设计后,与其他常用多孔芯材进行比较从而对这类结构的承载效率进行了评价.
围绕车辆轻量化的问题,针对现有实心板材,设计了减重20％效果的非对称结构铝合金波纹夹层板,通过模压和胶结技术,加工了具有平台结构的铝合金波纹夹层板.理论分析了三点弯曲加载条件下非对称结构波纹夹层板的破坏模式,绘制了该结构的三点弯曲破坏模式图.通过三点弯曲加载测试,对比分析了实心板材与非对称结构铝合金波纹夹层板三点弯曲性能,并验证了非对称结构波纹夹层板的破坏模式.
针对蜂窝材料孔壁缺失,孔型不规则和孔壁弯曲3种常见的初始缺陷,借鉴自然界的蜂窝构造,在传统正六边形蜂窝,Kagome蜂窝和正三角形蜂窝的孔壁上附着一层软材料,构造了新的多层级蜂窝材料构型,希望以此设计达到降低缺陷敏感性的目的.
基于表面/界面连续理论,预报含有椭圆纳米纤维的复合材料的有效动态有效特性.通过对有效介质理论进行扩展,并引入相关界面模型来简化随机分布椭圆纳米夹杂的问题.保角映射法用来求解典型的单个纳米夹杂问题.通过对非理想界面模型进行推导,得到了纳米压电材料的动态弹性模量.
研究了泡沫铝及其薄壁金属管填充结构的变形吸能行为.对一系列具有不同孔隙率的泡沫铝样品实施了多种测试实验,获得了Deshpande&Fleck本构模型的关键力学参数.并实施了空心薄壁金属圆筒,泡沫铝芯材及(壳体与芯材间无/有黏接作用的)泡沫铝填充复合结构的准静态轴向溃压实验.
We perform both theoretical analyses and finite element simulations to demonstrate for the first time that without changing the material tangent stiffness,residual stress within the beam can directly
建立不同末端形状纳米纤维的黏附接触模型,主要分析了蘑菇状,铲状,柱状等不同末端形貌及蘑菇状纤维的几何参数对单纤维/基底黏附界面强度的影响,进一步分析了Y型纤维结构的黏附行为.进一步揭示一类生物的微观黏附机制提供了理论依据,亦为新型超强黏附材料的设计提供了新思想.
基于信息论测度研究了高斯色噪声及周期信号驱动下双稳系统的随机共振现象,并且借助于信噪比对上述方法得到的结论进行了验证.
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