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复杂结构系统的不确定性量化和传递方法研究及应用

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复杂结构系统的不确定性量化和传递方法研究及应用

作者：汪鹏电子科技大学

学位级别：硕士

工程实际中,机翼结构、航空发动机等航空装备具有非常复杂的机械结构系统。如机翼结构在较大的载荷下工作,其关键部件九盒段、三盒段结构以及机翼蒙皮和长桁的连接结构故障的发生可能会导致飞机失事,造成人员伤亡和重大的经济损失。由... 详细信息

工程实际中,机翼结构、航空发动机等航空装备具有非常复杂的机械结构系统。如机翼结构在较大的载荷下工作,其关键部件九盒段、三盒段结构以及机翼蒙皮和长桁的连接结构故障的发生可能会导致飞机失事,造成人员伤亡和重大的经济损失。由于装备的工作环境和结构日益复杂,其材料属性、几何特征等存在多种不确定性,给可靠性分析工作带来严重挑战,因此进行复杂结构系统的不确定性传递和量化方法的研究具有重大的意义和工程价值。本文以机翼结构、航空发动机涡轮叶片等结构为研究对象,考虑其参数的不确定性,研究不确定性量化及传递的高效数值积分方法。论文的主要研究工作包括:(1)研究不确定性分析的三种数值积分方法及其应用。将数值积分方法应用到数学算例中并与MCS方法比较,验证该方法的准确性和高效性。然后将数值积分方法结合有限元分析软件(NASTRAN、ANSYS)应用到航空发动机涡轮叶片结构、机翼三盒段与九盒段结构中。最后结合Pearson和Johnson方法两种概率密度估计方法估计复杂结构系统输出响应的概率密度函数并计算其可靠度。(2)变量相关下的不确定性分析方法研究及应用。结合相关不确定性的几种转换方法,基于数值积分方法和概率密度估计方法,研究输入变量相关情况下的不确定性分析。用数学算例验证相关输入变量时方法的准确性,并考虑相关输入变量下,计算航空发动机涡轮叶片结构、机翼三盒段与九盒段结构的输出响应的概率密度函数和结构可靠度。(3)模糊随机混合变量下结构不确定性分析方法研究及应用。结合模糊变量转化为随机变量的信息熵方法,基于数值积分方法和概率密度估计方法,研究模糊随机混合输入变量下的不确定性分析。用数学算例验证模糊输入变量时方法的准确性,并考虑模糊随机混合输入变量下,计算航空发动机涡轮叶片结构、机翼三盒段与九盒段结构的输出响应的概率密度函数和可靠度。(4)不确定性结构的重要性测度分析及应用。研究基于方差的灵敏度分析和基于概率密度函数的灵敏度分析,应用数学算例验证两种全局灵敏度分析方法的准确性,将基于FFNI的重要性测度分析方法应用到显式下机翼九盒段中,将基于PCE的重要性测度分析方法应用到隐式下的航空发动机涡轮叶片中,分别计算各输入变量的主重要性测度。(5)复合材料螺栓连接结构的不确定性分析。考虑FFNI和UDR两种数值积分方法对于高维复杂结构系统问题计算量大、不稳定的缺陷,以模拟机翼蒙皮和长桁的连接结构的复合材料螺栓连接结构为对象,通过ABAQUS软件构建其有限元模型,应用稀疏网格数值积分方法,估计其输出响应并计算其结构可靠度。

关键词：复杂结构系统不确定性分析数值积分概率密度估计结构可靠性

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复杂结构系统可靠度分析

工程兵工程学院学报 1990年第3期 39-47,59页

作者：江克斌

在进行结构系统可靠度分析时通常将结构系统模型化为串联系统,并联系统或串、并联混合系统。这些模型对于象带式舟桥这样更为复杂的结构系统并不适用。本文提出了一个网络系统模型,可以作为复杂结构系统可靠度分析模型。给出了网络系统... 详细信息

在进行结构系统可靠度分析时通常将结构系统模型化为串联系统,并联系统或串、并联混合系统。这些模型对于象带式舟桥这样更为复杂的结构系统并不适用。本文提出了一个网络系统模型,可以作为复杂结构系统可靠度分析模型。给出了网络系统可靠度计算方法,编制了相应的计算机程序,以带式舟桥结构系统为例,计算了我国四种公路带式桥结构系统的可靠度。

关键词：复杂结构系统带式舟桥可靠度分析系统失效概率结构系统可靠度最小割集网络系统计算方法并联系统计算机程序

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结构与控制系统协同并行设计技术研究

现代防御技术 2002年第4期30卷 51-54页

作者：姜虹朱文海成楚之中国航天科工集团公司二院二部北京100854

针对传统设计、分析存在的问题 ,对结构与控制系统协同并行设计技术作了研究。通过多学科专业人员组成产品开发团队 ,利用PRO/E ,PATRAN ,NASTRAN ,ADAMS以及MATLAB等对某型号导弹进行了结构与控制系统的并行设计。

关键词：控制系统协同并行设计导弹复杂结构系统虚拟样机柔性多体系

航空发动机柔性部件结构的热力耦合优化设计技术

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航空制造技术 2013年第9期56卷 26-30页

作者：朱继宏张卫红王丹西北工业大学工程仿真与宇航计算技术联合实验室

先进结构优化设计的发展为发动机复杂结构系统的设计开辟了新的有效途径，满足复杂系统的多准则设计需求与综合性能指标要求，并达到缩短设计周期，降低研制成本特别是试验成本的目的。

关键词：优化设计技术航空发动机热力耦合部件结构柔性复杂结构系统结构优化设计综合性能指标

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浅析古建筑中斗损毁的原因与维修

古建园林技术 2010年第2期12卷 17-18页

作者：张志伟承德市普宁寺管理处

中国古代建筑是以抬梁式木结构为主的建筑体系，在这一建筑结构中斗棋占有重要地位，斗棋是由早期出现的挑出、撑托、承载等简单的构件，逐步演变、规纳、整理以“模数”的复杂结构系统，成为重要古建筑的关键性结构部分。斗棋位于柱与... 详细信息

中国古代建筑是以抬梁式木结构为主的建筑体系，在这一建筑结构中斗棋占有重要地位，斗棋是由早期出现的挑出、撑托、承载等简单的构件，逐步演变、规纳、整理以“模数”的复杂结构系统，成为重要古建筑的关键性结构部分。斗棋位于柱与梁之间，由屋面和上层构架传下来的荷载，要通过斗棋传给柱子，再传到基础，因此，它起着承上启下，传递荷载的作用。

关键词：古建筑维修原因损毁中国古代建筑复杂结构系统建筑体系建筑结构

第十二届结构工程国际研讨会(ISSE-12)(第一号通知)

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建筑钢结构进展 2012年第1期14卷 43-43页

会议议题：结构分析方法和理论；新型组合结构体系和复合材料；基于性能设计方法；先进结构试验研究技术；先进传感技术、传感器网络、结构监测和控制；基础设施的防灾减灾和防护；地下结构、土与结构相互作用；大型复杂结构系统、空间... 详细信息

会议议题：结构分析方法和理论；新型组合结构体系和复合材料；基于性能设计方法；先进结构试验研究技术；先进传感技术、传感器网络、结构监测和控制；基础设施的防灾减灾和防护；地下结构、土与结构相互作用；大型复杂结构系统、空间结构、大型结构的施工监测和控制；结构的可靠性和耐久性；结构的修复、补强和加固；结构鉴定和损伤识别；

关键词：结构工程国际研讨会一号通土与结构相互作用结构分析方法组合结构体系复杂结构系统传感技术

第十二届结构工程国际研讨会(ISSE-12)(第一号通知)

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建筑钢结构进展 2012年第2期14卷 51-51页

结构分析方法和理论；新型组合结构体系和复合材料；基于性能设计方法；先进结构试验研究技术；先进传感技术、传感器网络、结构监测和控制；基础设施的防灾减灾和防护；地下结构、土与结构相互作用；大型复杂结构系统、空间结构、大型... 详细信息

结构分析方法和理论；新型组合结构体系和复合材料；基于性能设计方法；先进结构试验研究技术；先进传感技术、传感器网络、结构监测和控制；基础设施的防灾减灾和防护；地下结构、土与结构相互作用；大型复杂结构系统、空间结构、大型结构的施工监测和控制；结构的可靠性和耐久性；结构的修复、补强和加固；结构鉴定和损伤识别；结构风工程和观测。

关键词：结构工程国际研讨会一号通土与结构相互作用结构分析方法组合结构体系复杂结构系统传感技术