[發明專利]一種復合材料受壓蒙皮穩定性及承載能力的不確定性優化方法

有效

• 申請號: 201310207200.X
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN103324782A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 邱志平;呂崢;王曉軍;李琦
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 李新華

技術領域

本發明主要是適用于復合材料蒙皮結構穩定性及承載能力的不確定性優化及方案的制定，具體的涉及一種適合復合材料受壓蒙皮穩定性及承載能力的不確定性優化模型和不確定性傳播分析方法。

背景技術

復合材料蒙皮由高強度、低密度的纖維材料與基體組成，與傳統的金屬蒙皮材料相比具有更高的比強度和比模量等優點，因此在現代航空航天、汽車等工業領域已得到廣泛關注和應用。有資料顯示，美國波音公司設計生產的B787全機結構復合材料覆蓋率達到50％，其機翼部件復合材料覆蓋率更是高達90％以上。

傳統的復合材料蒙皮優化設計方法是通過選擇確定性的材料參數及結構參數，建立優化模型，尋求滿足約束條件的，并使性能指標最優的確定性優化方案。然而，復合材料蒙皮結構中存在著大量不確定的優化參數，如復合材料的幾何特征、材料特征、外部屬性等。傳統的復合材料蒙皮優化設計方法往往沒有考慮不確定因素的影響，其數學上的最優方案對未來的情況而言可能并非最優，甚至可能需要進行大量的補償投入，造成損失和浪費。為此考慮了復合材料分散性的不確定性優化設計方法受到學術界和工程界的高度重視。

為充分利用不確定性參數的信息尋求性能指標最優的不確定性優化方案，國內外學者做了大量工作，主要集中在兩個方面：一方面是將不確定性參數定量化；另一方面是改善不確定傳播分析方法，主要是發展隨機有限單元法、區間有限單元法，如Taylor展開隨機有限單元法，Taylor展開區間有限單元法等。這些研究在一定程度上豐富了不確定性優化設計方法，但是僅僅利用了不確定性參數的均值、方差、中心值和區間半徑等信息，采用Taylor展開法區間運算具有擴張性質，單純基于區間自然擴張原理的區間運算求解含有區間數的不確定性問題，常會因得到過寬區間界限而失去實際應用意義。

由于以往的不確定性傳播分析方法未能充分利用不確定性參數的更多信息（例如除不確定性參數的均值、方差、中心值和區間半徑之外的信息），導致響應估計的區間界限過寬而過于保守，使得基于此類不確定性傳播分析方法的不確定性優化設計不能獲得很好的優化方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種復合材料受壓蒙皮穩定性及承載能力的不確定性優化方法。為實現上述目的，本發明提供的復合材料受壓蒙皮穩定性及承載能力的不確定性優化方法，其具體實現步驟是：

第一步：將復合材料受壓蒙皮中的區間不確定性參數向量處理成為一元區間不確定性參數向量，區間不確定性參數向量表示為：

αI=[α‾,α‾]=[αc-Δα,αc+Δα]]]>

=αc+Δα[-1,1]]]>

=αc+Δα×e]]>