技術(shù)特征：

1.一種針對復合材料層合板的非概率可靠度計算方法，其特征在于實現(xiàn)步驟如下：

第一步：根據(jù)復合材料單層板力學性能試驗得到的力學性能參數(shù)有限數(shù)據(jù)樣本點，形成矩陣其中x₁(1),x₁(2),…,x_m(p)是試驗數(shù)據(jù)，m為單層板力學參數(shù)的個數(shù)，p為每個參數(shù)樣本數(shù)據(jù)的個數(shù)；利用非統(tǒng)計度量方法對有限樣本數(shù)據(jù)進行篩選評估，得到力學性能參數(shù)x的不確定分布表征參數(shù)，包括力學性能參數(shù)上界和下界X，即其中x＝[x₁ x₂ … x_m]^Τ，X＝[x₁x₂ … x_m]^Τ，這里x₁,x₂,…,x_m為復合材料層合板的力學參數(shù)，x₁,x₂,…,x_m及為相應(yīng)的下界和上界；

第二步：基于第一步得到的復合材料單層板力學性能參數(shù)的不確定分布特征參數(shù)形成的區(qū)間劃分為n個子區(qū)間分別為[X,X₁],[X₁,X₂],…,其中其中各子區(qū)間的中心值及區(qū)間半徑分別為：

$X_1^c=\frac{\underset{\‾}{X}+X_1}{2},X_2^c=\frac{X_1+X_2}{2},...,X_n^c=\frac{X_{n-1}+\stackrel{\‾}{X}}{2}$

$X_1^r=\frac{X_1-\underset{\‾}{X}}{2},X_2^r=\frac{X_2+X_1}{2},...,X_n^r=\frac{\stackrel{\‾}{X}-X_{n-1}}{2}$

其中和分別為各子區(qū)間的中心值和區(qū)間半徑，這里和分別為子區(qū)間中每個力學參數(shù)的中心值和區(qū)間半徑；

第三步：基于第二步得到的各子區(qū)間的中心值及區(qū)間半徑確定每個子區(qū)間的頂點法數(shù)值模擬點，即可以得到復合材料力學參數(shù)的頂點向量集為：

且或

第四步：基于第三步得到的各子區(qū)間的頂點法數(shù)值模擬點，計算層合板的轉(zhuǎn)換剛度矩陣根據(jù)層合板的構(gòu)成形式和本構(gòu)方程{N}＝[A]{ε⁰}，計算層合板內(nèi)任一單層的應(yīng)變、主應(yīng)變以及主應(yīng)力；其中外載荷N＝[N_x N_y N_xy]^Τ是單位寬度面內(nèi)合力，N_x和N_y分別為層合板x方向和y方向的拉力或壓力，N_xy為剪切力；是中面應(yīng)變其中和分別為x方向和y方向的中面拉應(yīng)變或壓應(yīng)變，為中面切應(yīng)變；[A]為拉伸剛度矩陣；

第五步：將第四步得到的每一單層主應(yīng)力代入復合材料失效準則中，計算出每層對應(yīng)的破壞指標以及強度比R_l,l＝1,2,…,N，進而得到每個子區(qū)間的頂點法數(shù)值模擬點對應(yīng)的最小強度比將外載荷放大倍，得到首層失效強度其中k表示頂點法數(shù)值模擬點為第k個，進而最終得到各子區(qū)間層合板首層失效的強度區(qū)間其中：

$\underset{\‾}{FI}=min(R_{min}^{1}N,R_{min}^{2}N,...,R_{min}^{k}N,...)$

$\stackrel{\‾}{FI}=max(R_{min}^{1}N,R_{min}^{2}N,...,R_{min}^{k}N,...)$

式中max和min表示取最大值和取最小值運算；

第六步：基于第五步得到的每個子區(qū)間下層合板首層失效的強度區(qū)間FI^I(i)，利用非概率可靠度計算公式，計算各子區(qū)間的非概率可靠度Re_i；

第七步：基于第六步得到的每個子區(qū)間下的非概率可靠度，進行數(shù)值運算，得復合材料層合板的非概率可靠度，計算結(jié)束，完成了復合材料層合板的非概率可靠度計算。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對復合材料層合板的非概率可靠度計算方法，其特征在于：所述第一步中的單層板力學性能試驗指縱向拉伸試驗、橫向拉伸試驗以及面內(nèi)剪切試驗；力學性能參數(shù)指縱向拉伸彈性模量E₁、橫向拉伸彈性模量E₂、泊松比v₁₂以及剪切模量G₁₂；非統(tǒng)計度量方法指灰度理論、信息熵理論。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對復合材料層合板的非概率可靠度計算方法，其特征在于：所述第二步中子區(qū)間個數(shù)n最少為100。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對復合材料層合板的非概率可靠度計算方法，其特征在于：所述第三步中頂點法數(shù)值模擬點的個數(shù)為2^m個，其中m為復合材料力學參數(shù)的個數(shù)，這里為4。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對復合材料層合板的非概率可靠度計算方法，其特征在于：所述第四步中的轉(zhuǎn)換剛度矩陣的的具體計算方式如下：

${\[\stackrel{\‾}{Q}\]}_l={\[T\]}_l^{-1}\[Q\]{\[{\[T\]}_l^{-1}\]}^T$

式中l(wèi)表示層合板的第l層，[T]為坐標轉(zhuǎn)換矩陣，上標-1表示矩陣的逆運算，上標T表示矩陣的轉(zhuǎn)置，[T]的展開式為：

$\[T\]=\left[\begin{array}{ccc}{\cos }^2\mathrm{\θ}& {\sin }^2\mathrm{\θ}& 2\sin \mathrm{\θ}\cos \mathrm{\θ}\\ {\sin }^2\mathrm{\θ}& {\cos }^2\mathrm{\θ}& -2\sin \mathrm{\θ}\cos \mathrm{\θ}\\ -\sin \mathrm{\θ}\cos \mathrm{\θ}& \sin \mathrm{\θ}\cos \mathrm{\θ}& {\cos }^2\mathrm{\θ}-{\sin }^2\mathrm{\θ}\end{array}\right]$

這里θ為層合板鋪層角度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對復合材料層合板的非概率可靠度計算方法，其特征在于：所述第四步中層合板的拉伸剛度矩陣[A]的計算公式為：

$A_{ij}=\underset{l=1}{\overset{N}{\Σ}}{\left({\stackrel{\‾}{Q}}_{ij}\right)}_l(z_l-z_{l-1})$

式中A_ij為拉伸剛度矩陣對應(yīng)的剛度系數(shù)；表示第l層單層板的轉(zhuǎn)換剛度系數(shù)，z_l為各單層厚度上坐標，z_l-1為各單層厚度下坐標，N為層合板的總鋪層數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對復合材料層合板的非概率可靠度計算方法，其特征在于：所述第四步中的層合板內(nèi)任一單層應(yīng)變，主應(yīng)變及主應(yīng)力的求解過程如下：

層合板內(nèi)任一單層應(yīng)變：

層合板內(nèi)任一單層主應(yīng)變：{ε₁ ε₂ γ₁₂}^Τ＝[[T]^-1]^Τ{ε_x ε_y γ_xy}^Τ

層合板內(nèi)任一單層主應(yīng)力：{σ₁ σ₂ τ₁₂}^Τ＝[Q]{ε₁ ε₂ γ₁₂}^Τ。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對復合材料層合板的非概率可靠度計算方法，其特征在于：所述第五步中的復合材料失效準則包括最大應(yīng)力準則、Tsai-Wu準則、Tsai-Hill準則和Hoffman準則。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對復合材料層合板的非概率可靠度計算方法，其特征在于：所述第六步中的非概率可靠度計算公式為各子區(qū)間安全域與基本變量總區(qū)域之比，即：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對復合材料層合板的非概率可靠度計算方法，其特征在于：所述第七步中的各子區(qū)間非概率可靠度數(shù)值運算，具體計算公式為：

$\mathrm{Re}=\frac{1}{n}{\mathrm{Re}}_1+\frac{1}{n}{\mathrm{Re}}_2+...+\frac{1}{n}{\mathrm{Re}}_n=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\frac{1}{n}{\mathrm{Re}}_i.$