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纤维增强复合材料层合板的模糊可靠度分析

应用力学学报 2005年第2期22卷 253-257,i009-i010页

作者：魏俊红陈建桥华中科技大学武汉430074

纤维增强复合材料(FRP)的强度行为受组分材料、层合结构、载荷等多种因素的影响,且含有许多不确定因素,因此对FRP的可靠性分析十分重要,近年已有许多相关成果发表,但同时考虑随机性和模糊性的研究尚不多见。本文建立了复合材料模糊可靠... 详细信息

纤维增强复合材料(FRP)的强度行为受组分材料、层合结构、载荷等多种因素的影响,且含有许多不确定因素,因此对FRP的可靠性分析十分重要,近年已有许多相关成果发表,但同时考虑随机性和模糊性的研究尚不多见。本文建立了复合材料模糊可靠度分析模型以及数值计算方法模型,通过算例分析了复合材料层合板受面内拉伸载荷作用时的模糊可靠度。将载荷作为随机变量,强度作为模糊变量,并采用蒙特卡罗数值模拟方法,对层合板结构的可靠度进行了计算。分析中采用最大应力准则计算了单元层的破坏概率,然后利用首层失效准则计算了层合板的可靠度。通过对算例的分析和与其他结果的对比,讨论了本文方法的有效性,以及参数敏感性。

关键词：模糊可靠度最大应力准则首层失效准则复合材料数字仿真方法

基于PSO算法的复合材料层合板可靠性优化设计

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华中科技大学学报（自然科学版） 2006年第4期34卷 96-98页

作者：陈建桥葛锐魏俊红华中科技大学土木工程与力学学院湖北武汉430074

采用粒子群算法(PSO)分析了存在初始缺陷的复合材料层合板的可靠性优化问题.在层合板结构总厚度一定的情况下,以系统可靠度最大为目标函数,对复合材料的纤维方向角和相对厚度进行优化设计.单层板失效与否应用Tsai-Wu准则判断,采用一次... 详细信息

采用粒子群算法(PSO)分析了存在初始缺陷的复合材料层合板的可靠性优化问题.在层合板结构总厚度一定的情况下,以系统可靠度最大为目标函数,对复合材料的纤维方向角和相对厚度进行优化设计.单层板失效与否应用Tsai-Wu准则判断,采用一次二阶矩法(FORM)计算和评价失效概率.通过具体算例及借鉴遗传算法中的在线性能和离线性能评估准则,对粒子群算法的收敛性能进行评估,结果表明:与遗传算法相比,该方法具有操作简单、计算效率高等特点,对复合材料层合结构的可靠性优化设计十分有效.

关键词：复合材料层合板可靠性优化设计粒子群优化

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低速冲击下纤维/金属层合板抗分层性能研究

固体力学学报 2012年第2期33卷 182-188页

作者：涂文琼陈建桥魏俊红华中科技大学力学系工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

论文采用内聚力模型,对纤维/金属层合板(FMLs)在低速冲击载荷作用下抗分层性能进行研究.内聚力模型对裂纹的模拟具有它独特的优势:一是该模型不需要预先假设初始缺陷;二是在计算过程中随着裂纹的扩展,该方法不需要重新对结构进行网格划... 详细信息

论文采用内聚力模型,对纤维/金属层合板(FMLs)在低速冲击载荷作用下抗分层性能进行研究.内聚力模型对裂纹的模拟具有它独特的优势:一是该模型不需要预先假设初始缺陷;二是在计算过程中随着裂纹的扩展,该方法不需要重新对结构进行网格划分.借助该模型,论文对低速冲击载荷作用下,纤维层合板(FRP)分层进行了模拟,并验证了该模型计算的有效性.在此基础上,论文研究了低速冲击载荷作用下,不同金属含量的纤维/金属层合板抗分层性能,并与纤维层合板进行了比较.最后从能量的角度讨论了金属含量与铺层结构对FMLs低速冲击性能的影响.

关键词：纤维/金属层合板内聚力模型低速冲击分层

复合材料层合板的极限强度分析与可靠性优化设计

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机械强度 2007年第2期29卷 241-246页

作者：陈建桥许玉荣魏俊红华中科技大学力学系武汉430074 中国三江航天集团设计所武汉430034

研究层合板结构基于最终层失效准则的可靠性分析方法,在此基础上,对复合材料层合板可靠性优化设计的方法和算法进行讨论。层合板作为一个系统考虑,其可靠性分析含以下几个步骤:(1)随机载荷和强度参数作为随机变量,利用一次二阶矩法(firs... 详细信息

研究层合板结构基于最终层失效准则的可靠性分析方法,在此基础上,对复合材料层合板可靠性优化设计的方法和算法进行讨论。层合板作为一个系统考虑,其可靠性分析含以下几个步骤:(1)随机载荷和强度参数作为随机变量,利用一次二阶矩法(first order reliability method,FORM)分析单层板的失效概率。(2)假定失效概率最大的单层板首先破坏,然后通过修改刚度矩阵对结构进行再分析,得到剩余结构各单层板的失效概率,从而建立主要失效序列。(3)计算系统的可靠度。在确立复合材料基于最终层失效准则的可靠性分析方法的基础上,以系统可靠度指标最大为目标,研究层合板的可靠性优化问题。建立和发展基于最终层失效准则的复合材料层合板可靠性优化方法以及相应的算法,并对比讨论单变量和多变量优化设计问题。

关键词：层合板失效序列最终层失效可靠性优化设计多变量优化

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考虑逐步失效的层合板低速冲击损伤研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2010年第4期38卷 129-132页

作者：彭文杰陈建桥魏俊红涂文琼武汉钢铁(集团)公司研究院湖北武汉430080 华中科技大学土木工程与力学学院湖北武汉43007

提出了一种预测复合材料层合板低速冲击损伤的数值分析方法.利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA进行模拟计算,得到层合板考虑逐步失效影响的冲击响应.将冲击响应中的最大冲击接触力作为集中载荷准静态地加载到板的冲击接触处,结合分层失效准... 详细信息

提出了一种预测复合材料层合板低速冲击损伤的数值分析方法.利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA进行模拟计算,得到层合板考虑逐步失效影响的冲击响应.将冲击响应中的最大冲击接触力作为集中载荷准静态地加载到板的冲击接触处,结合分层失效准则得到分层损伤的形状和尺寸.对几种典型的层合结构进行模拟计算,其结果与文献中的实验结果基本一致.

关键词：层合板低速冲击逐步失效分层准则数值模拟

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复合材料层合板的模糊稳健设计

应用力学学报 2008年第2期25卷 244-246页

作者：魏俊红陈建桥葛锐曹莹华中科技大学武汉430074

提出对复合材料结构进行稳健可靠性设计,设计中同时考虑了随机因素和模糊因素的影响。首先考虑约束的模糊性,建立了复合材料层合板的模糊优化设计模型。在模糊优化设计的基础上,考虑纤维角度和单层板厚度的变异对模糊约束的影响,进一步... 详细信息

提出对复合材料结构进行稳健可靠性设计,设计中同时考虑了随机因素和模糊因素的影响。首先考虑约束的模糊性,建立了复合材料层合板的模糊优化设计模型。在模糊优化设计的基础上,考虑纤维角度和单层板厚度的变异对模糊约束的影响,进一步研究了复合材料层合板的模糊稳健设计。算例说明了本文提出的方法的有效性,对复合材料结构的合理设计具有一定的指导意义。

关键词：复合材料模糊约束模糊稳健设计

基于Gram-Charlier 级数的含风电电力系统静态电压稳定概率评估

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电力系统保护与控制 2021年第3期49卷 115-122页

作者：那广宇魏俊红王亮王长江国网辽宁省电力有限公司辽宁沈阳110006 华电电力科学研究院有限公司东北分公司辽宁沈阳110167 东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012

可再生能源的波动性和随机性加剧了传统电力系统静态电压稳定评估的难度。为了有效计及风电出力不确定性对静态电压稳定评估的影响,提出了一种计及风电出力不确定性的静态电压稳定概率评估方法。首先,借助电力系统负荷裕度,推导各节点... 详细信息

可再生能源的波动性和随机性加剧了传统电力系统静态电压稳定评估的难度。为了有效计及风电出力不确定性对静态电压稳定评估的影响,提出了一种计及风电出力不确定性的静态电压稳定概率评估方法。首先,借助电力系统负荷裕度,推导各节点负荷裕度对风电注入功率的灵敏度,进而求解负荷裕度的各阶半不变量和负荷裕度的各阶矩。然后,结合风电所连节点注入功率的各阶矩和半不变量,对负荷裕度各阶矩进行Gram-Charlier展开,以求取计及风电不确定性的负荷裕度概率分布,进而实现电力系统静态电压稳定概率评估。最后,通过IEEE30节点系统验证所提方法的准确性和有效性。

关键词：负荷裕度 Gram-Charlier 静态电压稳定半不变量法

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非完整信息条件下的结构可靠性鲁棒设计

应用力学学报 2012年第4期29卷 404-409,485页

作者：陈建桥唐远富魏俊红葛锐华中科技大学力学系武汉430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074 武汉钢铁(集团)公司研究院武汉430083

在非完整信息条件下,建立区间变量、模糊变量、随机变量同时存在的可靠性设计模型,并给出相应的序列优化设计方法;同时考虑设计变量的实现值与设计值之间的差别以及约束条件的鲁棒性,提出基于info-gap决策理论的鲁棒优化模型,研究可靠... 详细信息

在非完整信息条件下,建立区间变量、模糊变量、随机变量同时存在的可靠性设计模型,并给出相应的序列优化设计方法;同时考虑设计变量的实现值与设计值之间的差别以及约束条件的鲁棒性,提出基于info-gap决策理论的鲁棒优化模型,研究可靠性鲁棒设计的序列求解策略。算例1表明:模糊可靠性设计比随机可靠性设计结果保守,当模糊设计指标α=0时(对应区间可靠度)结果最为保守。算例2表明:不同的鲁棒性指标αt对应不同的鲁棒优化解,当αt大于0.20时,不存在相应的鲁棒优化解。利用本文提出的鲁棒序列优化求解方法对目标函数计算1291次即可,而常规优化算法需8107次,表明本文算法大大提高了计算效率。

关键词：非完整信息可靠性设计或然性设计 info-gap模型鲁棒优化设计

射频辉光放电SiCl4/H2等离子体的探针诊断

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射频辉光放电SiCl4/H2等离子体的探针诊断

作者：魏俊红汕头大学

学位级别：硕士

等离了体技术在微电子工业和半导体薄膜材料生长等方面有着广泛的应用。用等离子体化学气相沉积(PCVD)技术制备的薄膜质量好,而且工艺成熟,适合大规模工业化生产,因而成为工业化生产最有效的方法。采用SiCl/H为反应气体,用传统的射频... 详细信息

等离了体技术在微电子工业和半导体薄膜材料生长等方面有着广泛的应用。用等离子体化学气相沉积(PCVD)技术制备的薄膜质量好,而且工艺成熟,适合大规模工业化生产,因而成为工业化生产最有效的方法。采用SiCl/H为反应气体,用传统的射频辉光放电 PCVD方法直接沉积多晶硅薄膜的方法日益受到重视。了解各种条件下辉光放电等离子体的放电机理,诊断和监控放电过程,是寻找高效优质薄膜的最佳生产工艺条件的必然要求。 Langmuir单探针是诊断等离子体荷电粒子参数的重要手段。然而,探针技术可否用于射频辉光放电SiCl等离子体的诊断仍未见有报道。本论文首先研究了探针在SiCl/H等离了体中工作时可能存在的腐蚀问题和“中毒效应”问题。以 SiCl/H作为源气体时,反应产物中会有大量的HCl产生,这就使反应室环境呈现出一定的酸性。我们的探针材料选用高熔点,耐带电粒子轰击的钨丝,由于钨属于重金属,化学活性比较小,与浓盐酸较难发生反应。实验表明,探针在工作中不会产生腐蚀问题。在以往的单探针在SiH等离子体中工作时,由于表面上沉积到一层高阻的非晶硅膜, 导致Ⅰ-Ⅴ曲线在200℃以下发生严重畸变,即所谓的探针“中毒”效应。而在SiCl/H等离了体中,本文在作了温度变化对探针收集电流影响的研究后发现,在100℃即可获得良好的Ⅰ-Ⅴ曲线,这是因为在SiCl/H沉积多晶硅薄膜过程中,等离子体区域已经存在了较高电导率的具有晶相结构的硅颗粒。本论文利用调谐单探针技术,首次对射频辉光放电SiCl/H等离子体空间电子能量分布函数,电子平均能量和电子浓度进行系统地检测,分析SiCl/H等离子体空间电子特性对 PCVD各工艺参量的依赖关系,及其对薄膜光电性能的影响,从而为以SiCl/H为源气体, 采用射频辉光放电PCVD法低温快速沉积多晶硅薄膜的成膜机理提供可靠的实验依据。

关键词： Langmuir单探针电子能量分布函数多晶硅薄膜 SiCl4 PCVD