本發(fā)明涉及復(fù)合材料層合板終層失效強度預(yù)測方法的研究，特別涉及一種基于終層失效的含不確定參數(shù)復(fù)合材料層合板的強度預(yù)測方法，考慮層合板力學(xué)性能參數(shù)的不確定性和基于終層失效破壞理論下的層合板強度分布信息的確定，包括上界和下界，以保證復(fù)合材料層合板強度預(yù)測的正確性和有效性，亦為層合板終層強度可靠性優(yōu)化奠定了理論基礎(chǔ)。
背景技術(shù)：
：復(fù)合材料層合板具有質(zhì)量輕、比強度高和可自由設(shè)計等優(yōu)點，近年來已廣泛應(yīng)用于汽車、機械、航空航天和軍事領(lǐng)域。對其結(jié)構(gòu)以及損傷和破壞規(guī)律等進行研究，具有強大的工程實際意義。一方面，復(fù)合材料層合板的強度行為受組分材料、界面性質(zhì)、層合結(jié)構(gòu)、載荷、環(huán)境等多種因素的影響和制約，不可避免地包含許多不確定因素，使得復(fù)合材料的強度很難用一種明確的關(guān)系。因此，發(fā)展一種可以預(yù)測復(fù)合材料強度的方法就顯得尤為重要。另一方面，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)形式、服役載荷及使用環(huán)境都相當(dāng)復(fù)雜，復(fù)合材料初始缺陷影響和損傷在跨層次結(jié)構(gòu)中的發(fā)展、蔓延、傳播并最終導(dǎo)致材料破壞與結(jié)構(gòu)失效的機制復(fù)雜。因此，如何建立復(fù)合材料有效性能試驗表征與評價體系，發(fā)展高精度的預(yù)報理論與方法，給出科學(xué)合理的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)失效判據(jù)，定量化評價復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性，是復(fù)合材料工作者面臨的重要課題。對于復(fù)合材料的研究已從以前的實驗研究到理論性模擬，復(fù)合材料的強度分析亦受到國內(nèi)外科研人員的重視和大量研究。關(guān)于層合板的強度有兩種基本的考慮方法。第一種方法認為：層合板的任何一層破壞，則認為層合板破壞，稱為初始層破壞假定。另一種考慮是：層合板內(nèi)某個單層破壞后，層合板還可繼續(xù)承擔(dān)載荷，只有當(dāng)所有單層破壞之后，才認定層合板破壞，稱為最終層破壞假定。針對大多數(shù)工程結(jié)構(gòu)而言，單層的破壞不會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)本身的失效，因此，開展復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)的強度預(yù)測及終層失效分析是設(shè)計復(fù)合材料結(jié)構(gòu)時所必需解決的關(guān)鍵問題，是安全、經(jīng)濟地應(yīng)用復(fù)合材料的前提。在這方面，相關(guān)研究已有一些。然而需要強調(diào)的是：復(fù)合材料終層強度的失效分析并沒有考慮不確定力學(xué)參數(shù)的影響，因此得到的失效強度往往不能充分表征層合板結(jié)構(gòu)的強度特性，進而限制了層合板結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍和有效性。因此，如何綜合考慮復(fù)合材料的力學(xué)性能參數(shù)不確定性，基于建立的終層破壞理論，對層合板結(jié)構(gòu)強度給出合理的預(yù)測是一項值得研究的問題。為了精確預(yù)測層合板的終層失效強度，同時考慮不確定力學(xué)性能參數(shù)的影響，利用非統(tǒng)計度量方法對不確定力學(xué)性能參數(shù)進行合理度量，進而利用MonteCarlo模擬方法基于終層失效破壞理論給出層合板的終層失效強度的分布特征，是一種簡單有效地實現(xiàn)層合板結(jié)構(gòu)強度精確預(yù)測的方法。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：基于層合板終層破壞失效的合理假設(shè)，考慮復(fù)合材料層合板的不確定力學(xué)參數(shù)存在的影響，利用MonteCarlo模擬方法簡單有效的特點，針對航空航天工程中復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)的強度精確預(yù)測和失效判斷問題，提供一種簡單有效的基于終層失效的含不確定參數(shù)復(fù)合材料層合板的強度預(yù)測方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于終層失效的含不確定參數(shù)復(fù)合材料層合板的強度預(yù)測方法，實現(xiàn)步驟如下：第一步：根據(jù)復(fù)合材料單層板力學(xué)性能試驗，包括縱向拉伸試驗、橫向拉伸試驗以及面內(nèi)剪切試驗得到的力學(xué)性能參數(shù)有限數(shù)據(jù)樣本點，具體指縱向拉伸彈性模量E1、橫向拉伸彈性模量E2、泊松比v12以及剪切模量G12，形成矩陣其中x1(1),x1(2),…xm(p)是試驗數(shù)據(jù)，m為單層板力學(xué)參數(shù)的個數(shù)，p為每個參數(shù)樣本數(shù)據(jù)的個數(shù)；利用非統(tǒng)計度量方法灰度理論或信息熵理論對有限樣本數(shù)據(jù)進行篩選評估，并進行標準不確定度評定，得到力學(xué)性能參數(shù)的不確定分布表征參數(shù)，上界和下界X；進而隨機均勻生成MonteCarlo模擬數(shù)據(jù)樣本點Xi,i＝1,2,…,n，n為樣本點的總個數(shù)，樣本總個數(shù)n為105～107；第二步：基于第一步得到的復(fù)合材料單層板力學(xué)性能MonteCarlo模擬數(shù)據(jù)樣本點Xi,i＝1,2,…,n，開始循環(huán)，令i＝1，選擇力學(xué)性能樣本數(shù)據(jù)點Xi，利用二維剛度矩陣[Q]及層合板鋪層角度θl,l＝1,2,…,N，計算每層單層板的轉(zhuǎn)換剛度矩陣其中N為層合板的總鋪層數(shù)；其中轉(zhuǎn)換剛度矩陣的的具體計算方式如下：[Q‾]l=[T]l-1[Q][[T]l-1]T]]>式中[T]為坐標轉(zhuǎn)換矩陣，上表-1表示矩陣的逆運算，上表T表示矩陣的轉(zhuǎn)置。[T]的展開式為：[T]=cos2θsin2θ2sinθcosθsin2θcos2θ-2sinθcosθ-sinθcosθsinθcosθcos2θ-sin2θ]]>第三步：基于第二步得到的轉(zhuǎn)換剛度矩陣及其每項根據(jù)層合板的構(gòu)成形式，計算層合板的拉伸剛度矩陣[A]、耦合剛度矩陣[B]以及彎曲剛度矩陣[D]，即：Aij=Σk=1N(Q‾ij)k(zk-zk-1),Bij=12Σk=1N(Q‾ij)k(zk2-zk-12),Dij=13Σk=1N(Q‾ij)k(zk3-zk-13)]]>式中Aij,Bij,Dij分別為拉伸剛度矩陣、耦合剛度矩陣以及彎曲剛度矩陣對應(yīng)的剛度系數(shù)；表示第k層單層板的轉(zhuǎn)換剛度系數(shù)，zk為各單層厚度上坐標，zk-1為各單層厚度下坐標；第四步：基于第三步得到的拉伸剛度矩陣[A]、耦合剛度矩陣[B]以及彎曲剛度矩陣[D]，利用本構(gòu)方程計算得到：ϵ0K=abbdNM]]>式中N＝[NxNyNxy]Τ是單位寬度面內(nèi)合力，其中Nx和Ny分別為層合板x方向和y方向的拉力或壓力，Nxy為剪切力；M＝[MxMyMxy]Τ為單位寬度彎矩和扭矩，其中Mx和My分別為繞y方向和x方向的彎矩，Mxy為扭矩；是中面應(yīng)變，其中和分別為x方向和y方向的中面拉應(yīng)變或壓應(yīng)變，為中面切應(yīng)變；K＝[KxKyKxy]Τ是中面彎曲率和扭曲率，其中Kx和Ky分別為繞y方向和x方向的中面彎曲率，Kxy為中面扭曲率，進而計算層合板內(nèi)任一單層的應(yīng)變、主應(yīng)變以及主應(yīng)力；層合板內(nèi)任一單層應(yīng)變，主應(yīng)變以及主應(yīng)力的求解過程方式如下：層合板內(nèi)任一單層應(yīng)變：ϵxϵyγxy=ϵx0ϵy0γxy0+zKxKyKxy]]>層合板內(nèi)任一單層主應(yīng)變：ϵ1ϵ2γ12=[[T]-1]Tϵxϵyγxy]]>層合板內(nèi)任一單層主應(yīng)力：σ1σ2τ12=[Q]ϵ1ϵ2γ12]]>第五步：將第四步得到的每一單層主應(yīng)力代入復(fù)合材料失效準則中，包括最大應(yīng)力準則、Tsai-Wu準則、Tsai-Hill準則和Hoffman準則，計算出每層對應(yīng)的破壞指標以及強度比Rl,l＝1,2,…,N，將最小強度比Rmin對應(yīng)的單層板性能進行退化；單層板性能退化的具體方式指：當(dāng)發(fā)生基體破壞或剪切破壞時，令E2＝0,G12＝0，但E1保持不變，其中E1為縱向拉伸彈性模量，E2為橫向拉伸彈性模量，G12為剪切模量；當(dāng)發(fā)生纖維斷裂時，E1＝0，E2＝0,G12＝0。第六步：針對第五步得到的最小強度比Rmin，判斷最小強度比是否小于1，如果不小于1，則外載荷放大Rmin倍，重復(fù)步驟二～步驟五，直到最小強度比小于1計算停止，確定終層失效強度Fi；其中強度比是一個線性放大系數(shù)。如果強度比R等于l，則此時發(fā)生破壞。如果R＝2，則安全系數(shù)為2，意味著當(dāng)把載荷增加到現(xiàn)在的兩倍時，破壞才會發(fā)生。這種方法對于判斷復(fù)合材料破壞非?？焖儆行В梢允馆d荷增量以較快速度增加。第七步：判斷循環(huán)次數(shù)i是否等于n，如果不等于n，則i＝i+1，重復(fù)步驟二～步驟六，如果等于n，則輸出層合板失效強度分布范圍，計算結(jié)束，完成了含不確定參數(shù)復(fù)合材料層合板的終層失效強度預(yù)測。其中層合板失效強度分布范圍指失效強度的上界和下界F，即：F‾=max{F1,F2,...,Fn},F‾=min{F1,F2,...,Fn}]]>式中max和min表示取最大值和取最小值運算，其中F1,F2,…,Fn分別為第1次、第二次、…、第n次循環(huán)所得到的終層失效強度。本發(fā)明的原理在于：本發(fā)明充分考慮實際工程復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)力學(xué)參數(shù)中不可避免地不確定性，以終層破壞失效為理論基礎(chǔ)，以非概率度量方法對力學(xué)性能試驗數(shù)據(jù)合理有效度量，求解層合板應(yīng)力及強度失效指標，進而對層合板性能退化，最終實現(xiàn)層合板終層強度的精確預(yù)測。所得結(jié)果不僅可以達到一定的精度和可信度，而且計算方便，便于研究設(shè)計人員理解和接受。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：本發(fā)明針對航空航天復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)提供了一種可考量不確定力學(xué)參數(shù)影響的終層失效強度預(yù)測的方法，在保持終層失效破壞理論假設(shè)有效應(yīng)用的前提下，利用非概率度量方法對不確定力學(xué)參數(shù)的相關(guān)試驗數(shù)據(jù)進行表征，將MonteCarlo模擬方法應(yīng)用在層合板的終層失效理論中。所建立的層合板強度預(yù)測方法，不僅保證了強度預(yù)測的有效性和合理性，且考慮了不確定力學(xué)參數(shù)對終層強度影響。在對含不確定力學(xué)性能參數(shù)的復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)的終層強度預(yù)測時，可以充分考慮不確定參數(shù)的影響，在確保結(jié)構(gòu)強度預(yù)測過程簡單實用的前提下可大大提高計算精度和可信性。附圖說明圖1是本發(fā)明基于終層失效的含不確定參數(shù)復(fù)合材料層合板的強度預(yù)測方法的流程圖；圖2是本發(fā)明中的受面內(nèi)載荷復(fù)合材料層合板的示意圖；圖3是本發(fā)明中的縱向拉伸彈性模量E1和橫向拉伸彈性模量E2關(guān)于灰度理論確定的分布范圍示意圖；圖4是本發(fā)明中的泊松比v12和面內(nèi)剪切模量G12關(guān)于灰度理論確定的分布范圍示意圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖以及具體實施方式進一步說明本發(fā)明。如圖1所示，本發(fā)明提出了一種基于終層失效的含不確定參數(shù)復(fù)合材料層合板的強度預(yù)測方法，包括以下步驟：(1)根據(jù)復(fù)合材料單層板力學(xué)性能試驗，包括縱向拉伸試驗、橫向拉伸試驗以及面內(nèi)剪切試驗得到力學(xué)性能參數(shù)縱向拉伸彈性模量E1、橫向拉伸彈性模量E2、泊松比v12以及剪切模量G12的有限數(shù)據(jù)樣本點，構(gòu)成矩陣其中x1(1),x1(2),…xm(p)是試驗數(shù)據(jù)，m為單層板力學(xué)參數(shù)的個數(shù)，此處為4；p為每個參數(shù)樣本數(shù)據(jù)的個數(shù)；利用灰度理論、信息熵理論的非統(tǒng)計度量方法對有限樣本數(shù)據(jù)進行篩選評估，并進行標準不確定度評定；其中灰度理論將某一力學(xué)性能參數(shù)有效測量數(shù)據(jù)序列{xj(i),i＝1,2,…,p}從小到大排列成新序列并經(jīng)一次累加生成后的新序列：{xj(1)(i),i=1,2,...,p}=(xj(1)(1),j(1)(2),...,j(1)(p))=(xj(0)(1),xj(0)(1)+xj(0)(2),...,xj(0)(1)+xj(0)(2)+...+xj(0)(p))]]>定義Δj(k)=xj(1)(p)pk-xj(1)(k)Δjmax=max(Δj(1),Δj(2),......,Δj(p))sj=cΔjmaxp]]>其中，c是灰色常量系數(shù)，一般認為是2.5。max表示取最大值運算。sj是基于灰色評價的力學(xué)性能參數(shù)不確定量的估計值。如果那么區(qū)間被認為是該力學(xué)性能參數(shù)真實值的估計區(qū)間，k為不確定度擴展系數(shù)，一般取3。重復(fù)上述灰度理論，得到單層板的力學(xué)性能參數(shù)的所有不確定估計區(qū)間，即有上界和下界分別為：X‾=[x‾1+ks1,x‾2+ks2,x‾3+ks3,x‾4+ks4]T]]>X‾=[x‾1-ks1,x‾2-ks2,x‾3-ks3,x‾4-ks4]T]]>其中x1,x2,x3,x4分別層合板表示力學(xué)性能參數(shù)E1,E2,v12,G12。根據(jù)得到力學(xué)性能參數(shù)的上、下界，利用MATLAB直接隨機均勻生成MonteCarlo模擬數(shù)據(jù)樣本點Xi,i＝1,2,…,n，n為樣本點的總個數(shù)，樣本總個數(shù)n為105～107；(2)基于第一步得到的得到的復(fù)合材料單層板力學(xué)性能MonteCarlo模擬數(shù)據(jù)樣本點Xi,i＝1,2,…,n，開始進行MonteCarlo模擬。開始循環(huán)，令i＝1，此時選擇力學(xué)性能樣本數(shù)據(jù)點Xi，利用二維剛度矩陣[Q]及層合板鋪層角度θl,l＝1,2,…,N，計算每層單層板的轉(zhuǎn)換剛度矩陣其中二維剛度矩陣[Q]與力學(xué)性能樣本數(shù)據(jù)點Xi的關(guān)系如下：[Q]=Q11Q120Q12Q22000Q66,Xi=x1ix2ix3ix4iT=E1E2v12G12T]]>其中Q12＝v12Q22,Q66＝G12,轉(zhuǎn)換剛度矩陣的的具體計算方式如下：[Q‾]l=[T]l-1[Q][[T]l-1]T]]>式中[T]為坐標轉(zhuǎn)換矩陣，上表-1表示矩陣的逆運算，上表T表示矩陣的轉(zhuǎn)置。[T]與鋪層角度θ的關(guān)系式為：[T]=cos2θsin2θ2sinθcosθsin2θcos2θ-2sinθcosθ-sinθcosθsinθcosθcos2θ-sin2θ]]>(3)基于第二步得到的轉(zhuǎn)換剛度矩陣可知其每項為：Q‾11=m4Q11+2m2n2(Q12+2Q66)+n4Q22]]>Q‾12=m2n2(Q11+Q22-4Q66)+(m4+n4)Q12]]>Q‾22=n4Q11+2m2n2(Q12+2Q66)+m4Q22]]>Q‾16=m3n(Q11-Q12)+mn3(Q12-Q22)-2mn(m2-n2)Q66]]>Q‾26=mn3(Q11-Q12)+m3n(Q12-Q22)+2mn(m2-n2)Q66]]>Q‾66=m2n2(Q11+Q22-2Q12-2Q66)+(m4+n4)Q66]]>這里，有m＝cosθ,n＝sinθ。根據(jù)層合板的構(gòu)成形式，指鋪層角度和鋪層厚度，計算層合板的拉伸剛度矩陣[A]、耦合剛度矩陣[B]以及彎曲剛度矩陣[D]，即：Aij=∫Q‾ijdz=Σk=1N(Q‾ij)k(zk-zk-1)]]>Bij=∫Q‾ijzdz=12Σk=1N(Q‾ij)k(zk2-zk-12)]]>Dij=∫Q‾ijz2dz=13Σk=1N(Q‾ij)k(zk3-zk-13)]]>式中Aij,Bij,Dij分別為拉伸剛度矩陣、耦合剛度矩陣以及彎曲剛度矩陣對應(yīng)的剛度系數(shù)；當(dāng)層合板為對稱鋪設(shè)時，有Bij＝0；表示第k層單層板的轉(zhuǎn)換剛度系數(shù)，zk為各單層厚度上坐標，zk-1為各單層厚度下坐標；(4)基于第三步得到的拉伸剛度矩陣[A]、耦合剛度矩陣[B]以及彎曲剛度矩陣[D]，利用本構(gòu)方程計算得到：ϵ0K=abbdNM]]>式中N＝[NxNyNxy]Τ是單位寬度面內(nèi)合力，其中Nx和Ny分別為層合板x方向和y方向的拉力或壓力，Nxy為剪切力；M＝[MxMyMxy]Τ為單位寬度彎矩和扭矩，其中Mx和My分別為繞y方向和x方向的彎矩，Mxy為扭矩；是中面應(yīng)變，其中和分別為x方向和y方向的中面拉應(yīng)變或壓應(yīng)變，為中面切應(yīng)變；K＝[KxKyKxy]Τ是中面彎曲率和扭曲率，其中Kx和Ky分別為繞y方向和x方向的中面彎曲率，Kxy為中面扭曲率。若是對稱層合板，則有：N＝Aε0,M＝DKε0＝aN,K＝dM進而計算層合板內(nèi)任一單層的應(yīng)變、主應(yīng)變以及主應(yīng)力；層合板內(nèi)任一單層應(yīng)變，主應(yīng)變以及主應(yīng)力的求解過程方式如下：層合板內(nèi)任一單層應(yīng)變：ϵxϵyγxy=ϵx0ϵy0γxy0+zKxKyKxy]]>層合板內(nèi)任一單層主應(yīng)變：ϵ1ϵ2γ12=[[T]-1]Tϵxϵyγxy]]>層合板內(nèi)任一單層主應(yīng)力：σ1σ2τ12=[Q]ϵ1ϵ2γ12]]>(5)將第四步得到的每一單層主應(yīng)力[σ1σ2τ12]Τ代入復(fù)合材料失效準則中，包括最大應(yīng)力準則、Tsai-Wu準則、Tsai-Hill準則和Hoffman準則，計算出每層對應(yīng)的破壞指標；其中Tsai-Wu準則指材料不發(fā)生破壞的條件是：F.I.=F1σ1+F2σ2+F11σ12+F22σ22+F66τ122+2F12σ1σ2<1]]>式中Xt,Xc分別為縱向拉伸、壓縮極限強度；Yt,Yc分別為橫向拉伸、壓縮極限強度；S為面內(nèi)剪切極限強度。F.I.是破壞指標。為了更方便地使用復(fù)合材料失效準則，引入強度比R，將最大應(yīng)力狀態(tài)代入有：即有：F1Rσ1+F2Rσ2+F11R2σ12+F22R2σ22+F66R2τ122+2F12R2σ1σ2=1]]>令b＝F1σ1+F2σ2，則有強度比R為：R=-b+b2+4a2a]]>將每層強度比中最小強度比Rmin對應(yīng)的單層板性能進行退化；單層板性能退化的具體方式指：當(dāng)發(fā)生基體破壞或剪切破壞時，令E2＝0,G12＝0，但E1保持不變，其中E1為縱向拉伸彈性模量，E2為橫向拉伸彈性模量，G12為剪切模量；當(dāng)發(fā)生纖維斷裂時，E1＝0，E2＝0,G12＝0。(6)針對第五步得到的每層強度比中最小強度比Rmin，判斷最小強度比是否小于1，如果不小于1，則外載荷放大Rmin倍，重復(fù)步驟二～步驟五，對性能退化后的復(fù)合材料層合板進行強度迭代求解，直到最小強度比小于1計算停止，確定終層失效強度Fi：Fi＝Rmin(1)·Rmin(2)…Rmin(k)·F0式中Rmin(1),Rmin(2),…,Rmin(k)為迭代過程中大于1的最小強度比，k為相應(yīng)個數(shù)。F0為施加的初始外載荷。其中強度比是一個線性放大系數(shù)。如果強度比R等于l，則此時發(fā)生破壞。如果R＝2，則安全系數(shù)為2，意味著當(dāng)把載荷增加到現(xiàn)在的兩倍時，破壞才會發(fā)生。這種方法對于判斷復(fù)合材料破壞非?？焖儆行?，可以使載荷增量以較快速度增加。(7)判斷循環(huán)次數(shù)i是否等于n，如果不等于n，則有循環(huán)次數(shù)i＝i+1，重復(fù)步驟二～步驟六，進行層合板終層失效強度的分布特性求解，如果等于n，則輸出含不確定力學(xué)參數(shù)層合板失效強度分布范圍，計算結(jié)束，完成了含不確定參數(shù)復(fù)合材料層合板的終層失效強度預(yù)測。其中層合板失效強度分布范圍指失效強度的上界和下界F，即：F‾=max{F1,F2,...,Fn},F‾=min{F1,F2,...,Fn}]]>式中max和min表示取最大值和取最小值運算，其中F1,F2,…,Fn分別為第1次、第二次、…、第n次循環(huán)所得到的終層失效強度。實施例：為了更充分地了解該發(fā)明的特點及其對工程實際的適用性，本發(fā)明針對如圖2所示的受面內(nèi)拉伸載荷Nx的對稱層合板進行終層強度預(yù)測。該層合板的材料為T300/QY8911，14組力學(xué)性能參數(shù)試驗數(shù)據(jù)如表所示。該層合板的單層板厚度為0.125mm，鋪層形式為[0/45/-45/90]s。層合板強度性能參數(shù)為Xt＝1500MPa，Xc＝1200MPa，Yt＝50MPa，Yc＝250MPa，S＝70MPa?；诮K層失效理論假設(shè)，借助于編程軟件MATLAB，考慮力學(xué)性能參數(shù)的不確定影響，對復(fù)合材料的層合板終層強度進行預(yù)測分析。其中，復(fù)合材料失效準則考慮使用Tasi-Wu準則，且不考慮強度性能參數(shù)的不確定分析。力學(xué)性能參數(shù)的不確定采用非統(tǒng)計度量方法灰度理論評估。T300/QY8911力學(xué)性能參數(shù)試驗數(shù)據(jù)如下表所示：表1T300/QY8911力學(xué)性能參數(shù)試驗數(shù)據(jù)利用灰度理論確定的力學(xué)參數(shù)列在表2中，力學(xué)性能參數(shù)不確定評估結(jié)果的分布范圍示意圖如圖3、圖4所示：表2復(fù)合材料單層板的不確定評估得到的復(fù)合材料層合板終層失效強度分布范圍如下：表3復(fù)合材料層合板終層失效強度分布范圍(N)該實施例借助MATLAB完成了含不確定參數(shù)復(fù)合材料層合板的終層強度預(yù)測。提出的方法可以有效考慮不確定力學(xué)性能參數(shù)的存在，且MonteCarlo模擬方法計算簡單，便于理解，在保證計算合理性的同時，計算更加方便可信。綜上所述，本發(fā)明提出了一種基于終層失效的含不確定參數(shù)復(fù)合材料層合板的強度預(yù)測方法。首先，根據(jù)復(fù)合材料力學(xué)性能試驗確定的有限樣本數(shù)據(jù)，利用灰度理論、信息熵理論的非統(tǒng)計度量方法，得到單層板力學(xué)性能的合理不確定度量區(qū)間，進而隨機均勻產(chǎn)生MonteCarlo模擬的數(shù)值點；利用所得到的力學(xué)性能參數(shù)數(shù)值模擬點，結(jié)合二維剛度矩陣及坐標轉(zhuǎn)換矩陣，計算單層板的轉(zhuǎn)換剛度矩陣；然后基于層合板拉伸剛度、耦合剛度及彎曲剛度計算公式及本構(gòu)方程，計算層合板每一層的應(yīng)變與應(yīng)力；將應(yīng)力代入復(fù)合材料失效準則進行失效指標以及強度比的計算，即基于終層失效理論對復(fù)合材料層合板的強度進行預(yù)測。最后，利用MonteCarlo數(shù)值模擬方法，求解終層強度的分布范圍。以上僅是本發(fā)明的具體步驟，對本發(fā)明的保護范圍不構(gòu)成任何限制；凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明未詳細闡述部分屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。當(dāng)前第1頁1 2 3