功能梯度材料结构热力耦合概率分析方法

来源：计算力学学报杂志2022年第2期北京时间：

作者：刘健,张琨,李滕,辛健强,姚建尧

单位：重庆大学 航空航天学院, 重庆 400044,重庆大学 航空航天学院, 重庆 400044,重庆大学 航空航天学院, 重庆 400044,中国航天科技集团公司第一研究院 系统工程业务部, 北京 100076,重庆大学 航空航天学院, 重庆 400044,重庆大学 非均质材料力学重庆市重点实验室, 重庆 400044

摘要：基于自洽平均微观力学W-T(Wakashima-Tsukamoto)模型和拉丁超立方抽样,建立一种功能梯度平板热力耦合概率分析方法。以材料物理属性和空间分布的不确定性随机参数作为概率分析的输入,以热应力作为输出,基于本征正交分解POD(Proper Orthogonal Decomposition)对热应力的随机时间历程进行变量减缩,进而构建Kriging代理模型。结果表明,陶瓷材料的热导率和热膨胀系数不确定性对结构的热响应有很大的影响;将POD方法用于热应力时间历程预测能显著提高Kriging代理模型的精度和效率;提出的概率分析方法能够同时考虑多种随机因素对功能梯度材料热响应的影响,并验证了该方法的准确性和有效性,为功能梯度材料及其结构的设计和灵敏度分析提供了参考。

关键词：功能梯度材料,热响应,不确定性,概率分析,代理模型,降阶模型,

基金资助：国家自然科学基金(11502037);重庆市基金(cstc2018jcyjA3066;cstc209jscx-zdztzxX0020)资助项目.