基于區間模型的飛機復合材料翼肋腹板穩健可靠性分析

摘 要：該文開展了復合材料翼肋腹板穩健可靠性分析。首先，建立復合材料翼肋腹板的有限元分析模型，通過確定性分析發現翼肋腹板最危險部位。其次，以應力-強度干涉理論建立翼肋腹板強度失效的穩健可靠性模型，給出結構不確定性參數基于區間的描述形式，采用穩健可靠性指標來度量結構的安全程度，通過迭代二次響應面法獲得結構的極限狀態方程，并結合Monte Carlo法來求解穩健可靠性指標，分析結果對翼肋腹板的設計有指導意義。

關鍵詞：翼肋腹板 區間變量 穩健可靠性 二次響應面 Monte Carlo法

中圖分類號：V22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）04（a）-000-03

目前，復合材料結構件在飛機機體結構中占有較大的比例[1]，一些先進飛機復合材料結構件重量已占全機結構重量的50%[2-3]。對于某些飛機平尾復合材料翼肋腹板，工作環境復雜，受氣動、扭轉、振動、沖擊載荷的綜合作用，需要對結構強度進行校核。在翼肋腹板強度分析中，由于制造、加工、裝配等過程存在誤差，導致結構尺寸等因素具有不確定性。通常采用隨機變量來處理這些不確定性因素，給出其概率密度函數，再根據隨機可靠性理論進行結構安全程度的評估，計算結構強度失效模式下的概率[4]。需要指出的是，基于概率的可靠性評估需要大量的數據信息，才能獲得結構的尺寸等參數的概率密度分布類型和相關參數。而實際工程中，這些數據信息并不充分，不足以給出變量的分布規律。Elishakoff指出概率模型參數微小的誤差可能導致結構可靠性計算出現較大的偏差[5]。……