1.一種基于隨機本構(gòu)模型的復(fù)合材料抗彈性能優(yōu)化設(shè)計方法,其特征在于,包括如下步驟:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于隨機本構(gòu)模型的復(fù)合材料抗彈性能優(yōu)化設(shè)計方法,其特征在于,在步驟s2中,所述的動態(tài)損傷本構(gòu)模型的強度為f,楊氏模量為e,使用動態(tài)增強因子來考慮應(yīng)變率效應(yīng),彈性模量動態(tài)增強因子為difc,強度動態(tài)增強因子為diff,本構(gòu)關(guān)系為σ=eε(1-d)difc,動態(tài)損傷本構(gòu)模型選用線性損傷退化模式,使用斷裂能g控制材料的損傷演化,斷裂能大小、損傷起始等效應(yīng)力和損傷起始等效位移應(yīng)變率相關(guān),損傷演化階段的等效位移不變,斷裂能的動態(tài)增強因子也為diff。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于隨機本構(gòu)模型的復(fù)合材料抗彈性能優(yōu)化設(shè)計方法,其特征在于,在步驟s2中,所述的動態(tài)損傷本構(gòu)模型通過二次開發(fā)在有限元軟件中進行使用,當(dāng)有限元模擬彈丸沖擊復(fù)合材料板所得剩余速度和實驗結(jié)果接近時,選用的本構(gòu)參數(shù)基準值合理,將此時的本構(gòu)參數(shù)作為隨機動態(tài)損傷本構(gòu)模型的基準值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于隨機本構(gòu)模型的復(fù)合材料抗彈性能優(yōu)化設(shè)計方法,其特征在于,在步驟s3中,所述的隨機動態(tài)損傷本構(gòu)模型基于能量概率模型建立,能量概率模型將抗彈性能的不確定性轉(zhuǎn)換為本構(gòu)參數(shù)的不確定性,大幅減少獲取材料本構(gòu)模型不確定性參數(shù)的成本;所述能量概率模型使用統(tǒng)一的參數(shù)將應(yīng)變能、斷裂能進行關(guān)聯(lián),使強度、彈性模量、斷裂能之間滿足線性關(guān)系,當(dāng)當(dāng)吸收的能量變?yōu)樵瓉淼膋倍時,彈性應(yīng)變能變化為kee,斷裂能變化為kg。此時,強度正好為kf,彈性模量正好為ke。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于隨機本構(gòu)模型的復(fù)合材料抗彈性能優(yōu)化設(shè)計方法,其特征在于,在步驟s3中,所述的隨機動態(tài)損傷本構(gòu)模型通過二次開發(fā)在商業(yè)有限元軟件中使用模擬彈丸沖擊復(fù)合材料板,數(shù)值模擬設(shè)置的入射速度和實驗一致,調(diào)整非均質(zhì)參數(shù)直至模擬得到的剩余速度和實驗結(jié)果一致,此時輸入的本構(gòu)模型非均質(zhì)參數(shù)為該試件的本構(gòu)模型非均質(zhì)參數(shù)
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于隨機本構(gòu)模型的復(fù)合材料抗彈性能優(yōu)化設(shè)計方法,其特征在于,在步驟s4中,隨機動態(tài)損傷本構(gòu)模型非均質(zhì)參數(shù)和抗彈性能可靠度參數(shù)φj之間滿足的關(guān)系。試件可靠度參數(shù)φj的概率密度函數(shù)滿足φj∶n(μφ,(σφ)2)的正態(tài)分布模型,平均值μ=1,標(biāo)準差此時,使用步驟s3獲得的各個試驗試件的非均質(zhì)參數(shù)即可計算試件可靠度參數(shù)的概率密度函數(shù)標(biāo)準差,進而建立抗彈性能可靠度參數(shù)的概率密度函數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于隨機本構(gòu)模型的復(fù)合材料抗彈性能優(yōu)化設(shè)計方法,其特征在于,在步驟s5中,按抗彈設(shè)計可靠性要求確定抗彈性能可靠性參數(shù)φx和本構(gòu)模型非均質(zhì)參數(shù)抗彈設(shè)計的可靠性等于可靠度參數(shù)φ在(φx,∞)上的累計概率分布,滿足當(dāng)給定抗彈設(shè)計可靠性要求為f(φx)時,可以得到抗彈性能可靠性參數(shù)φx,再根據(jù)可以得到本構(gòu)模型非均質(zhì)參數(shù)
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于隨機本構(gòu)模型的復(fù)合材料抗彈性能優(yōu)化設(shè)計方法,其特征在于,在步驟s6中,在商業(yè)有限元軟件中通過二次開發(fā)使用隨機動態(tài)損傷本構(gòu)模型模擬彈丸沖擊復(fù)合材料板,本構(gòu)模型參數(shù)的基準值設(shè)置為經(jīng)步驟s2驗證得到的本構(gòu)參數(shù),非均質(zhì)參數(shù)設(shè)置為步驟s5計算得到的數(shù)值模擬的彈丸沖擊速度按照抗彈指標(biāo)設(shè)置,根據(jù)模擬結(jié)果調(diào)整有限元模型厚度迭代進行模擬,直至厚度達到彈丸能夠貫穿復(fù)合材料板和不能貫穿復(fù)合材料板的臨界值,該厚度即為滿足抗彈要求的設(shè)計厚度。