復合材料的模糊可靠性及模糊穩(wěn)健優(yōu)化研究.pdf

1、纖維增強復合材料（FRP）是由高強度、低密度的纖維材料與基體組成，具有很多其它材料所沒有的優(yōu)點或特點，廣泛應用于航空、航天、造船和汽車等領域。對纖維增強復合材料的可靠度和可靠度優(yōu)化的研究，是近年來備受關注的問題?，F(xiàn)有的可靠度和可靠度優(yōu)化研究主要考慮了影響因素的隨機性，而忽略了模糊因素的影響。本文考慮模糊因素和設計變量的差異，對復合材料結構進行了模糊可靠性及模糊穩(wěn)健設計研究，具體內容如下： 1.建立了復合材料層合板結構的模糊可靠性

2、分析模型。在已有的復合材料可靠性分析中，一般假設載荷或者強度為隨機變量，失效狀態(tài)為二值狀態(tài)。但是在工程實際中，由于復合材料組分材料性能的分散性，復合材料/結構的復雜性，強度行為的多樣性，以及載荷與環(huán)境等因素的不確定性，使得強度的準確預測非常困難，而且結構的失效判斷也包含一定的模糊性，因此在復合材料的可靠性分析中不僅需要考慮隨機性因素，還應考慮模糊因素的影響?；诖?，本論文在復合材料的可靠性分析中做了以下研究：首先提出：（1）用模糊方法來

3、描述強度變量，并利用隸屬度函數(shù)來定量的表示強度參數(shù)。（2）考慮安全和失效狀態(tài)之間的中間過渡狀態(tài)，將失效狀態(tài)用模糊狀態(tài)來描述。在（1）和（2）的基礎上，利用模糊數(shù)學和可靠性的基本理論，建立了兩種模糊可靠度分析模型，并提出了其相應的數(shù)值算法。 2.研究了復合材料層合板的模糊可靠度優(yōu)化。復合材料層合板的可靠度優(yōu)化問題，由于既考慮設計變量的隨機性，又考慮結構在滿足可靠度要求的情況下達到最優(yōu)，因此成為國內外都在積極探索的前沿問題?？煽啃詢?yōu)

4、化研究雖然取得較多成果，但仍處在發(fā)展過程中。已有的分析模型或方法沒有考慮設計目標，設計變量和約束條件所具有的模糊性，把許多本來是模糊的量人為地當成是確定量，例如設計水平的高低，制造水平對設計的影響，結構及工藝的經(jīng)濟實用，安全可靠以及人文因素，如政治影響、經(jīng)濟政策環(huán)境條件及市場情況等。由于常規(guī)的可靠性優(yōu)化忽略了模糊現(xiàn)象的存在，使得設計變量和目標函數(shù)不能達到應有的取值范圍，所以住往會漏掉真正的優(yōu)化方案，甚至會帶來一些矛盾的結果。本論文在復合

5、材料層合板的可靠度優(yōu)化問題中，考慮了各種模糊因素的影響，并將其歸結在設計目標和約束條件的模糊性當中，根據(jù)設計目標和約束條件的重要性的不同，建立了兩種模糊可靠度優(yōu)化模型，并分別研究了其相應的求解方法。 3.討論了復合材料層合板的穩(wěn)健設計。穩(wěn)健性是指對因素（原因、輸入）發(fā)生微小變差的不敏感性，而穩(wěn)健設計是對產(chǎn)品性能、質量、成本作綜合考慮而獲得高質低價的現(xiàn)代設計方法。其最重要的特點就是在設計階段就考慮了設計變量和環(huán)境變量的變差對設計結