一种非完善薄壁结构的快速缺陷敏感性分析方法技术

一种非完善薄壁结构的快速缺陷敏感性分析方法，属于航空航天结构主承力薄壁构件分析设计技术领域。包括以下步骤：1)获取缺陷数据，并进行数学表征，为建立薄壁结构模型刚度与缺陷的折减关系函数提供缺陷数据；2)建立缺陷与模型刚度的折减关系函数；3)基于第二步获得的刚度折减关系函数，建立不完全刚度折减模型的线性屈曲系统，进行非完善薄壁结构的缺陷敏感性分析。本发明专利技术专利可以在已有实测缺陷的基础上实现承载力的精准预测，也可使用假设缺陷预测薄壁结构的承载力下限，计算成本低，并且实现流程简单，可直接纳入薄壁结构的设计流程当中，以充分发掘缺陷影响下薄壁结构的承载潜力，进一步实现航空航天装备轻量化设计。

【技术实现步骤摘要】
一种非完善薄壁结构的快速缺陷敏感性分析方法
本专利技术属于航空航天结构主承力薄壁构件分析设计
，涉及一种面向航空航天非完善薄壁结构的快速缺陷敏感性分析技术。
技术介绍
薄壁结构具有高比刚度和高比强度等特性，因此被广泛应用于航空航天结构的主承力构件中。航空航天中主承力薄壳结构主要承受轴压、外压、内压等载荷，破坏的主要模式为屈曲失稳，薄壁结构的极限承载能力是航空航天结构设计过程中的关键考核指标。然而通过大量的实验发现，薄壁结构的极限承载力与理论值存在巨大的差异(实验得到的极限承载力往往只有理论值的20％-60％)，并且实验结果存在巨大的散差。经过数十年的研究发现，这种差异是由真实结构中的不可避免的随机缺陷引起的，其主要包括行为偏差(几何缺陷)、材料缺陷、加载缺陷等缺陷类型，这些缺陷的存在使得真实结构成为不同于理论设计的非完善薄壁结构。对非完善薄壁结构开展缺陷敏感性分析成为获得和预测其真实极限承载力的必要途径。面向航空航天主承力薄壁结构，传统设计方法是将理论承载乘以一个较为保守的折减因子作为设计载荷，这导致结构设计过于保守，严重超重。因此，在设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非完善薄壁结构的快速缺陷敏感性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：/n第一步，获取缺陷数据，并进行数学表征，为建立薄壁结构模型刚度与缺陷的折减关系函数提供缺陷数据；/n第二步，建立缺陷与薄壁结构模型刚度的折减关系函数；/n所建立的折减关系函数应满足已知的力学行为规律，折减关系函数中的待定参数基于给定的缺陷形式及数据、实验结果或基于非线性屈曲数值分析的缺陷敏感性分析结果，通过优化、深度学习、经验积累方式确定；建立的模型刚度和缺陷的折减关系函数，能够反应缺陷的分布、幅值缺陷特性对薄壁结构模型刚度的影响；/n第三步，基于第二步获得的刚度折减关系函数，建立不完全刚度折减模型的线性屈曲系统，进行...

【技术特征摘要】
1.一种非完善薄壁结构的快速缺陷敏感性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，获取缺陷数据，并进行数学表征，为建立薄壁结构模型刚度与缺陷的折减关系函数提供缺陷数据；
第二步，建立缺陷与薄壁结构模型刚度的折减关系函数；
所建立的折减关系函数应满足已知的力学行为规律，折减关系函数中的待定参数基于给定的缺陷形式及数据、实验结果或基于非线性屈曲数值分析的缺陷敏感性分析结果，通过优化、深度学习、经验积累方式确定；建立的模型刚度和缺陷的折减关系函数，能够反应缺陷的分布、幅值缺陷特性对薄壁结构模型刚度的影响；
第三步，基于第二步获得的刚度折减关系函数，建立不完全刚度折减模型的线性屈曲系统，进行非完善薄壁结构的缺陷敏感性分析；具体为：
首先，针对特定的薄壳结构建立完美的三维有限元模型，基于完美的三维有限元模型，建立线性屈曲分析系统，获取其切线刚度矩阵KG；
其次，获取缺陷敏感性分析的缺陷数据，此时缺陷同第一步中获取的缺陷为同一类型，基于此缺陷数据和有限元模型的网格信息，计算每个单元节点的缺陷值，将节点缺陷值作为自变量，带入到第二步获得的刚度折减函数中，计算模型单元的刚度折减系数，并根据计算的单元刚度折减系数精准地折减模型所有单元的刚度成分(膜刚度和弯曲刚度)，并通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：王博，郝鹏，马祥涛，王法垚，杜凯繁，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21