薄壁弹体动态强度失效模式的概率特征研究

论文摘要

在常规的设计中,校核弹体材料的强度是否能满足应力要求时,通常把应力和强度看作成一个定值,但这种设计方法不能真实反映应力强度变化的性质,致使设计往往过于保守。 本文运用了可靠性设计的方法,根据载荷、材料强度和结构尺寸公差等参数呈随机分布的客观实际,以概率统计为理论基础,建立了薄壁弹体结构强度可靠性设计的基本方程。在详细地叙述怎样收集数据、处理数据、建立数学模型以及运用蒙特卡罗法进行可靠性分析的基础上,探索了一种综合采用有限元分析软件ANSYS和蒙特卡罗法对弹体强度失效概率特征分析的非确定性概率有限元分析方法。最后结合实例进行了薄壁弹体结构动态强度失效概率特征进行了分析计算,得出了各参数对结果影响的敏感度。实例计算表明了概率设计方法比常规方法设计更安全、更经济。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1.绪论
• 1.1 论文的选题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 薄壁弹体强度校核中的非确定性因素
• 1.4 论文的主要研究内容
• 1.5 论文创新点
• 2.薄壁弹体动态强度可靠性分析理论
• 2.1 可靠性设计的基本特点
• 2.2 可靠性设计的步骤
• 2.3 可靠性设计的基本原理及计算方法
• 2.3.1 可靠性设计的基本原理
• 2.3.2 干涉概率的计算方法
• 2.4 建立计算模型
• 2.4.1 建立确定应力分布的计算模型
• 2.4.2 建立确定强度分布的模型
• 2.4.3 对应力强度样本的统计不确定性
• 2.5 蒙特卡罗法在可靠性计算中的应用
• 2.5.1 蒙特卡罗法的基本特征
• 2.5.2 蒙特卡罗方法中的伪随机数
• 2.5.3 蒙特卡罗方法计算的一般原理
• 2.5.4 蒙特卡罗方法解题的一般步骤
• 2.5.5 用蒙特卡罗模拟法确定应力、强度分布
• 2.5.6 用蒙特卡罗模拟法求可靠度
• 2.6 对样本概率分布的统计推断
• 2.6.1 概率分布的图分析法
• 2.6.2 概率分布的数值分析法
• 2.7 推断与置信度
• 2.8 在应力强度计算中常见连续型随机变量的分布
• 2.9 本章小结
• 3.基于ANSYS概率分析程序的弹体强度模型
• 3.1 薄壁弹体强度模型
• 3.1.1 发射时弹体在不同时刻的临界状态
• 3.1.2 最大膛压时刻弹体的应力与应变
• 3.1.3 弹体强度模型的有限元分析
• 3.2 薄壁弹体在最大膛压时刻的动态强度的失效模式
• 3.2.1 弹体强度的应力失效模式
• 3.2.2 弹体强度的应变失效模式
• 3.3 薄壁弹体在最大膛压时刻的动态强度的失效判据
• 3.3.1 第一类校核方法（限制应力）
• 3.3.2 第二类校核方法（限制变形）
• 3.4 ANSYS可靠性分析文件
• 3.4.1 ANSYS可靠性分析文件编写的步骤和方法
• 3.4.2 设置ANSYS分析程序所需的参数
• 3.4.3 弹体失效概率计算ANSYS程序流程和文件
• 3.5 本章小结
• 4.采集、统计分析及处理设计参数数据
• 4.1 可靠性设计参数的一般处理方法
• 4.2 最大膛压的随机分布特点
• 4.3 弹体可靠性设计的其它相关参数
• 4.4 产生伪随机数的方法
• 4.5 本章小结
• 5.薄壁弹体失效概率的仿真分析
• 5.1 每个因素单独为随机变量时与最危险截面上的应力的关系
• 5.2 概率设计诸因素的伪随机数概率检验
• 5.3 通过仿真计算得到的可靠性分析的结果
• 5.4 输入参数对MAXSTRESS和DATA的敏感分析
• 5.5 本章小结
• 6.结束语
• 6.1 论文的主要结论
• 6.2 论文需进一步开展的工作
• 致谢
• 参考文献