[发明专利]铝-碳纤维复合材料接头力学性能全局敏感性检测方法

说明书

一种铝‑碳纤维复合材料接头力学性能全局敏感性检测方法，根据待测对象的材料参数、几何参数和装配参数不确定性，统计得到各个参数的分布情况并建立基于材料失效的混合接头模型，从而生成包含各个参数和相应力学性能响应的数据集；然后采用基于混沌多项式展开和Sobol分解的全局敏感性分析策略得到基于混沌多项式的Sobol敏感性指标，对不同接头参数对不同力学性能的相对贡献进行量化，从而确定影响随机力学性能的关键参数；本发明充分考虑材料、几何和装配不确定性的影响，将基于混沌多项式展开的Sobol敏感性指标引入到接头检测中，通过敏感性指标识别影响力学性能响应的关键参数，从而提高接头设计的效率。

技术领域

本发明涉及的是一种材料力学检测领域的技术，具体是一种考虑参数不确定性的铝-碳纤维复合材料(粘接/铆接)搭接接头力学性能敏感性的检测方法。

背景技术

由于材料离散性、测量方法、制造工艺和使用环境等因素的影响，复合材料结构中广泛存在参数不确定性，这些不确定性直接影响结构的性能，从而影响产品的可靠性、稳健性和安全性。另外，敏感性检测可以得到各参数对接头机械响应的影响程度，在初始设计阶段识别出主导参数，为接头性能优化提供明确的指导，从而提高设计效率。

在实现考虑参数不确定性的铝-碳纤维复合材料(粘接/铆接)搭接接头力学性能敏感性检测过程中存在的难点包括：如何在降低利用高精度有限元模型获得系统机械性能响应时，接头损伤使计算成本显著增加的问题等。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种铝-碳纤维复合材料接头力学性能全局敏感性检测方法，充分考虑材料、几何和装配不确定性的影响，将基于混沌多项式展开的Sobol敏感性指标引入到接头检测中，大大降低了复杂三维数值模拟模型的计算成本，通过敏感性指标识别影响力学性能响应的关键参数，从而提高接头设计的效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种考虑参数不确定性的铝-碳纤维复合材料搭接接头整体力学性能敏感性检测方法，根据待测对象的材料参数、几何参数和装配参数不确定性，统计得到各个参数的分布情况并建立基于材料失效的混合接头模型，从而生成包含各个参数和相应力学性能响应的数据集；然后采用基于混沌多项式展开和Sobol分解的全局敏感性分析策略得到基于混沌多项式的Sobol敏感性指标，对不同接头参数对不同力学性能的相对贡献进行量化，从而确定影响随机力学性能的关键参数。

所述的力学性能包括：均载、刚度和峰值载荷。

所述的分布情况是指：通过统计方法得到材料参数、几何参数和装配参数的概率分布。

所述的混合接头模型包括：碳纤维复合材料损伤模型、粘接剂的粘接性能模型、金属弹塑性模型和有限元仿真模型，其中：