基于随机有限元法的疲劳断裂可靠性分析.pdfVIP

维普资讯 第 36卷 增刊 吉林 大 学 学报 (工 学版 ) Vo1．36 Suppl 2006年 3月 JournalofJilinUniversity(EngineeringandTechnologyEdition) Mar．20o6 文章编号：1671—5497(2006)Supp1．-0016—04 基于随机有限元法的疲劳断裂可靠性分析 孟广伟，李 锋，赵云亮 (吉林大学 机械科学与工程学院，长春 130022) 摘 要：将影响结构疲劳断裂的不确定因素视为随机变量，用随机有限元和可靠性设计理论， 从概率论和数理统计的角度对含裂纹的平面结构进行了可靠性分析，并对疲劳裂纹进行 了 Monte．Carlo模拟，最后将用随机有限元得到的分析结果与Monte—Carlo模拟结果进行了比较， 比较结果证明了此方法的适用性。 关键词：工程力学；疲劳；断裂；可靠性；随机有限元；应力强度因子 中图分类号：0346．1 文献标识码：A Reliabilityanalysisoffatigueandfracturebasedon stochasticfiniteelementmethod MengGuang—wei，LiFeng，ZhaoYun-liang (CollegeofMechanicalScienceandEngineering，JilinUniversity，Changchun130022，China) Abstract：Theuncertaintiesaffectingthefatigueandfractureofstructurewereregardedasrandom variables． Combiningstochasticfiniteelementmethodwithreliabilityanalysisreliabilityanalysisforacrackedplatefrom theaspectsofprobabilityhteoryandmathematicalstatisticswaspresented．AndMonte—Carlosimulationswere madeforfatiguecracks．FromthecomparisonsoftheoutcomesofstochasticfiniteelementmethodwithMonte— Cralosimulationresults，thismethodisprovedtobeapplicbale． Keywords：engineeringmechanics；fatigue；fracture；reliability；stochasticfiniteelement；stressintensity factors 0 引 言 1 结构疲劳断裂可靠度计算 随机有限元法是近2O年发展起来的一种工 1．1 结构可靠度计算的优化算法 程数值计算方法，由于它能考虑随机参数的影响， 设功能函数为： 已被广泛应用于计算结构的可靠度、动力问题 ，复 Z(X)=g(1，2，…，) (1) 合材料力学及非线性问题等 I4，但在断裂可靠 式中：。，：，…， 为相互独立的正态随机变量。 性分析方面的运用却不多见。作者基于随机有限 令Y=( —M)／o 其中 “、 分别为变 元法，考虑了随机因素的影响，对含裂纹构件的疲 量 的均值和方差，则功能函数变为： 劳断裂进行了可靠性分析，为工程应用提供了一 Z(1，