[發(fā)明專利]復(fù)合材料層合板的重要性分析系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011144952.2
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN112257266A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田龍飛;劉國華;高爽;劉洋;李華;董澤迎;周大看
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院;上海微小衛(wèi)星工程中心
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06Q10/06;G06F113/26;G06F119/14
• 代理公司: 上海智晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 李鏑的

本發(fā)明提供了一種復(fù)合材料層合板的重要性分析系統(tǒng)及方法，參數(shù)設(shè)定模塊獲取并定義單層板的力學(xué)性能參數(shù)，發(fā)送至參數(shù)隨機(jī)化模塊；確定性性能分析模塊生成層合板面內(nèi)工程彈性常數(shù)的毯式曲線，并發(fā)送至重要性分析模塊；參數(shù)隨機(jī)化模塊將單層板的力學(xué)性能參數(shù)進(jìn)行隨機(jī)化設(shè)置，生成基本輸入隨機(jī)變量，并發(fā)送至重要性分析模塊；分析設(shè)置模塊設(shè)定分析內(nèi)容，并選擇重要性分析方法和抽樣策略，并發(fā)送至重要性分析模塊；重要性分析模塊根據(jù)層合板面內(nèi)工程彈性常數(shù)的毯式曲線、設(shè)定分析內(nèi)容、以及重要性分析方法和抽樣策略，分析層合板面內(nèi)工程彈性常數(shù)的不確定性的具體來源，采用基于方差的方法計(jì)算各個(gè)基本輸入隨機(jī)變量對輸出響應(yīng)量方差的重要性測度指標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合材料層合板的重要性分析系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

復(fù)合材料的使用歷史較為悠久。而以纖維增強(qiáng)為表征的近代復(fù)合材料的發(fā)展則只有不到100年的歷史。現(xiàn)在，隨著科技的發(fā)展，復(fù)合材料的應(yīng)用已越來越廣泛，在高端工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，特別在航天器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，復(fù)合材料作為一種輕質(zhì)高性能材料，目前已成為航天器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要材料之一。復(fù)合材料的應(yīng)用，對航天器結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)化、小型化和高性能化起著至關(guān)重要的作用。復(fù)合材料的用量已成為航天器先進(jìn)性的一個(gè)重要標(biāo)志。我國從20世紀(jì)80年代開始，將復(fù)合材料在航天器結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用技術(shù)研究列入重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。復(fù)合材料應(yīng)用基本實(shí)現(xiàn)了從次承力結(jié)構(gòu)到主承力結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。

復(fù)合材料是由兩種或兩種以上材料獨(dú)立物理相，通過復(fù)合工藝組合構(gòu)成的新型材料。其中，連續(xù)相稱為基體、分散相稱為增強(qiáng)體，兩相之間有明顯的界面。復(fù)合材料在保留原有組分材料的主要特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過復(fù)合效應(yīng)獲得原組分材料所不具備的性能。目前結(jié)構(gòu)上應(yīng)用的纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料是由纖維、基體和界面三個(gè)結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成。其中高模量、高強(qiáng)度的增強(qiáng)纖維是承載和傳力主體，而纖維以平直狀態(tài)承載和傳力最佳，故復(fù)合材料適合制造各種平板、小曲率板，因此，復(fù)合材料層合板是實(shí)際中最為常見和廣泛使用的一種結(jié)構(gòu)形式。

在復(fù)合材料層合板的設(shè)計(jì)中，層合板面內(nèi)工程彈性常數(shù)通常要滿足兩個(gè)要求。首先，層合板的面內(nèi)剛度要足夠大以達(dá)到設(shè)計(jì)要求；其次，層合板面內(nèi)工程彈性常數(shù)的變異性要足夠小來保證設(shè)計(jì)性能的穩(wěn)定性，保證結(jié)構(gòu)獲得良好的顫振特性，同時(shí)保證設(shè)計(jì)可靠度。考慮到復(fù)合材料的力學(xué)性能具有較大的分散性和較強(qiáng)的隨機(jī)性，因而對復(fù)合材料層合板面內(nèi)工程彈性常數(shù)的變異性進(jìn)行研究并分析其來源(即對輸入隨機(jī)變量的敏感程度)便是自然而然的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合材料層合板的重要性分析系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有的復(fù)合材料的力學(xué)性能具有較大的分散性和較強(qiáng)的隨機(jī)性的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種復(fù)合材料層合板的重要性分析系統(tǒng)，所述復(fù)合材料層合板的重要性分析系統(tǒng)包括參數(shù)設(shè)定模塊、確定性性能分析模塊、參數(shù)隨機(jī)化模塊、分析設(shè)置模塊及重要性分析模塊，其中：

所述參數(shù)設(shè)定模塊被配置為獲取并定義單層板的力學(xué)性能參數(shù)，并發(fā)送至所述參數(shù)隨機(jī)化模塊；

所述確定性性能分析模塊被配置為生成層合板面內(nèi)工程彈性常數(shù)的毯式曲線，并發(fā)送至所述重要性分析模塊；

所述參數(shù)隨機(jī)化模塊被配置為將所述單層板的力學(xué)性能參數(shù)進(jìn)行隨機(jī)化設(shè)置，生成基本輸入隨機(jī)變量，并發(fā)送至所述重要性分析模塊；以及

所述分析設(shè)置模塊被配置為設(shè)定分析內(nèi)容，并選擇重要性分析方法和抽樣策略，并發(fā)送至所述重要性分析模塊；

所述重要性分析模塊被配置為根據(jù)所述層合板面內(nèi)工程彈性常數(shù)的毯式曲線、所述設(shè)定分析內(nèi)容、以及所述重要性分析方法和抽樣策略，分析所述層合板面內(nèi)工程彈性常數(shù)的不確定性的具體來源，并且所述重要性分析模塊還被配置為采用基于方差的方法計(jì)算各個(gè)所述基本輸入隨機(jī)變量對輸出響應(yīng)量方差的重要性測度指標(biāo)。