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    重庆时时彩抓一码技巧: 一种无机非金属纤维随机强度与缺陷概率的测定方法.pdf

    关 键 词:
    一种 无机 非金属 纤维 随机 强度 缺陷 概率 测定 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201611074139.6

    申请日:

    2016.11.29

    公开号:

    CN106777563A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G06F 17/50申请日:20161129|||公开
    IPC分类号: G06F17/50 主分类号: G06F17/50
    申请人: 南京航空航天大学
    发明人: 高希光; 宋迎东; 张盛; 于国强; 董洪年
    地址: 211106 江苏省南京市江宁区将军大道29号
    优先权:
    专利代理机构: 南京钟山专利代理有限公司 32252 代理人: 戴朝荣
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201611074139.6

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供一种无机非金属纤维随机强度与缺陷概率的测定方法,所述方法包括:预先划分纤维上的缺陷类型,每种缺陷类型与缺陷编号和断裂强度相对应;将预设数量的长度为L的纤维丝中每根纤维丝均匀地分为NΔl段,其中,每段纤维丝的长度为Δl,并定义在长度为Δl的纤维丝上出现第j类缺陷的第一概率;根据定义的所述第一概率,定义在长度为L的纤维丝上存在第j类缺陷这一事件的第二概率;计算长度为L的纤维强度为σj这一事件的第三概率;根据所述第三概率,计算所述第二概率的数值;根据所述第二概率的数值,计算所述第一概率的数值。本发明提供的无机非金属纤维随机强度与缺陷概率的测定方法,能够提高无机非金属纤维随机强度与缺陷概率测定的实用性。

    权利要求书

    1.一种无机非金属纤维随机强度与缺陷概率的测定方法,其特征在于,所述方法包括:
    预先划分纤维上的缺陷类型,每种缺陷类型与缺陷编号和断裂强度相对应;其中,断裂
    强度随缺陷编号的递增而递增;
    将预设数量的长度为L的纤维丝中每根纤维丝均匀地分为NΔl段,其中,每段纤维丝的长
    度为Δl,并定义在长度为Δl的纤维丝上出现第j类缺陷的第一概率;
    根据定义的所述第一概率,定义在长度为L的纤维丝上存在第j类缺陷这一事件的第二
    概率;
    计算长度为L的纤维强度为σj这一事件的第三概率;
    根据所述第三概率,计算所述第二概率的数值;
    根据所述第二概率的数值,计算所述第一概率的数值。
    2.根据权利要求1所述的无机非金属纤维随机强度与缺陷概率的测定方法,其特征在
    于,计算长度为L的纤维强度为σj这一事件的第三概率具体包括:
    测试预设数量的长度为L的纤维丝中每根纤维丝的强度;其中,在强度最大值和强
    度最小值之间等分n个区域,每个区域对应的强度值为该区域的中心强度值σj;统计各
    个区域对应的纤维丝数量cj;
    按照下述公式计算所述第三概率:
    P(Bj)=cj/NL,j=1,2...,n
    其中,P(Bj)表示所述第三概率,Bj表示长度为L的纤维丝强度为σj这一事件,cj表示第j
    个区域对应的纤维丝数量,NL表示所述预设数量。
    3.根据权利要求2所述的无机非金属纤维随机强度与缺陷概率的测定方法,其特征在
    于,按照下述公式计算所述第二概率的数值:
    <mrow> <mi>P</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>A</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mi>P</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>B</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <munderover> <mo>&Pi;</mo> <mrow> <mi>k</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <mi>j</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <mrow> <mo>&lsqb;</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>P</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>A</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>&rsqb;</mo> </mrow> </mrow>
    其中,P(Aj)表示所述第二概率的数值,Aj表示第j类缺陷在长度为L的纤维丝上出现这
    一事件。
    4.根据权利要求3所述的无机非金属纤维随机强度与缺陷概率的测定方法,其特征在
    于,按照下述公式计算所述第一概率的数值:
    <mrow> <msub> <mi>P</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msup> <mrow> <mo>&lsqb;</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>P</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>A</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>&rsqb;</mo> </mrow> <mrow> <mn>1</mn> <mo>/</mo> <msub> <mi>N</mi> <mrow> <mi>&Delta;</mi> <mi>l</mi> </mrow> </msub> </mrow> </msup> </mrow>
    其中,Pj表示所述第三概率的数值,NΔl表示每根纤维丝被分成的段数。

    说明书

    一种无机非金属纤维随机强度与缺陷概率的测定方法

    技术领域

    本发明属于复合材料静力学强度计算领域,具体涉及一种无机非金属纤维随机强
    度与缺陷概率的测定方法。

    背景技术

    无机非金属纤维(包括各类碳纤维和陶瓷纤维等)具有优良的高温力学性能,是设
    计制造高温结构的关键材料。增强纤维是复合材料中主要的承力单元,它的强度值决定了
    复合材料的强度值。如何测定和计算纤维的强度值,是进行复合材料结构设计的关键问题。

    然而,无机非金属纤维的强度值不仅与纤维自身的材料性能有关,还与纤维上的
    缺陷密切相关。由于缺陷的大小和分布是随机的,因此纤维的强度也是随机的,具有较大的
    分散性。目前国内外学者提出了多种强度模型来描述无机非金属纤维的断裂过程。这些模
    型给出了纤维断裂概率密度函数。然而,采用这些模型计算纤维束的断裂强度时需要用到
    纤维的临界失效百分比,但是这个参数难以通过实验测量得到。这一现状极大地限制了已
    有模型的工程应用。

    发明内容

    本发明的目的在于提供一种无机非金属纤维随机强度与缺陷概率的测定方法,能
    够提高无机非金属纤维随机强度与缺陷概率测定的实用性。

    为实现上述目的,本发明提供一种无机非金属纤维随机强度与缺陷概率的测定方
    法,所述方法包括:预先划分纤维上的缺陷类型,每种缺陷类型与缺陷编号和断裂强度相对
    应;其中,断裂强度随缺陷编号的递增而递增;将预设数量的长度为L的纤维丝中每根纤维
    丝均匀地分为NΔl段,其中,每段纤维丝的长度为Δl,并定义在长度为Δl的纤维丝上出现
    第j类缺陷的第一概率;根据定义的所述第一概率,定义在长度为L的纤维丝上存在第j类缺
    陷这一事件的第二概率;计算长度为L的纤维强度为σj这一事件的第三概率;根据所述第三
    概率,计算所述第二概率的数值;根据所述第二概率的数值,计算所述第一概率的数值。

    进一步地,计算长度为L的纤维强度为σj这一事件的第三概率具体包括:测试预设
    数量的长度为L的纤维丝中每根纤维丝的强度;其中,在强度最大值和强度最小值
    之间等分n个区域,每个区域对应的强度值为该区域的中心强度值σj;统计各个区域对应的
    纤维丝数量cj;按照下述公式计算所述第三概率:

    P(Bj)=cj/NL,j=1,2...,n

    其中,P(Bj)表示所述第三概率,Bj表示长度为L的纤维丝强度为σj这一事件,cj表
    示第j个区域对应的纤维丝数量,NL表示所述预设数量。

    进一步地,按照下述公式计算所述第二概率的数值:


    其中,P(Aj)表示所述第二概率的数值,Aj表示第j类缺陷在长度为L的纤维丝上出
    现这一事件。

    进一步地,按照下述公式计算所述第一概率的数值:


    其中,Pj表示所述第三概率的数值,NΔl表示每根纤维丝被分成的段数。

    本发明考虑了纤维的断裂强度与缺陷概率之间的关联,预先划分与断裂强度相关
    的缺陷类型,然后通过对纤维强度分布区间的计算,从而能够最终得出纤维的缺陷概率,进
    而实现了无机非金属纤维断裂强度的分布概率和各类缺陷概率的测试过程,能够提高无机
    非金属纤维随机强度与缺陷概率测定的实用性。

    附图说明

    图1为本发明实施方式中的各强度区间的样本示意图。

    具体实施方式

    为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实
    施方式中的附图,对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的
    实施方式仅仅是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式?;诒旧昵胫械氖凳┓?br />式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式,都应
    当属于本申请?;さ姆段?。

    本申请实施方式提供一种无机非金属纤维随机强度与缺陷概率的测定方法,所述
    方法包括:

    S1:预先划分纤维上的缺陷类型,每种缺陷类型与缺陷编号和断裂强度相对应;其
    中,断裂强度随缺陷编号的递增而递增。

    在本实施方式中,可以对缺陷的类型进行分级,一共有15级缺陷,假设第1级的缺
    陷导致纤维的实际断裂强度为σ1,第2级的缺陷导致纤维的实际断裂强度为σ2,以此类推,并
    且σ1<σ2<…<σ15。当纤维上不存在缺陷时,纤维的断裂强度就等于理论值。

    S2:将预设数量的长度为L的纤维丝中每根纤维丝均匀地分为NΔl段,其中,每段纤
    维丝的长度为Δl,并定义在长度为Δl的纤维丝上出现第j类缺陷的第一概率。

    在本实施方式中,假设在250根长度为25mm的纤维中,第j类缺陷在纤维中的位置
    是随机的,出现在任意位置上的概率均相同??梢越扛宋鹊胤治?00段,每段长为
    Δl,Δl=L/NΔl=0.25mm。定义在长度为Δl的纤维丝上上出现第j类缺陷的第一概率为Pj。

    S3:根据定义的所述第一概率,定义在长度为L的纤维丝上存在第j类缺陷这一事
    件的第二概率。

    在本实施方式中,可以定义纤维上第i个小段上出现第j类缺陷的事件为此外,
    用Aj表示长度为L的纤维有第j类缺陷这一事件,采用符号P(Aj)表示Aj的第二概率。所以有:


    S4:计算长度为L的纤维强度为σj这一事件的第三概率。

    在本实施方式中,可以测试预设数量的长度为L的纤维丝中每根纤维丝的强度;其
    中,在强度最大值和强度最小值之间等分n个区域,每个区域对应的强度值为该区
    域的中心强度值σj;统计各个区域对应的纤维丝数量cj;

    按照下述公式计算所述第三概率:

    P(Bj)=cj/NL,j=1,2...,n

    其中,P(Bj)表示所述第三概率,Bj表示长度为L的纤维丝强度为σj这一事件,cj表
    示第j个区域对应的纤维丝数量,NL表示所述预设数量。

    具体地,可以选取250根长度为25mm的纤维丝进行拉伸试验,并将强度最大值和强
    度最小值之间划分出15个区域。每个区域的样本数可以如图1所示。各个区域的强度值和概
    率可以如表1所示。

    表1各个区域的强度值和概率

    σj(Gpa)
    1.71
    1.94
    2.18
    2.41
    2.65
    P(Bj)
    0.028
    0.036
    0.056
    0.064
    0.100
    σj(Gpa)
    2.88
    3.12
    3.35
    3.59
    3.83
    P(Bj)
    0.140
    0.104
    0.140
    0.104
    0.088
    σj(Gpa)
    4.06
    4.30
    4.53
    4.77
    5.00
    P(Bj
    0.076
    0.044
    0.012
    0.004
    0.004

    S5:根据所述第三概率,计算所述第二概率的数值。

    在本实施方式中,可以按照下述公式计算所述第二概率的数值:


    其中,P(Aj)表示所述第二概率的数值,Aj表示第j类缺陷在长度为L的纤维丝上出
    现这一事件。

    计算得到的第二概率的数值可以如表2所示。

    表2第二概率的数值

    σj(Gpa)
    1.71
    1.94
    2.18
    2.41
    2.65
    P(Aj)
    0.028
    0.037
    0.060
    0.073
    0.123
    σj(Gpa)
    2.88
    3.12
    3.35
    3.59
    3.83
    P(Aj)
    0.200
    0.181
    0.300
    0.313
    0.386
    σj(Gpa)
    4.06
    4.30
    4.53
    4.77
    5.00
    P(Aj)
    0.543
    0.688
    0.600
    0.500
    1.000

    S6:根据所述第二概率的数值,计算所述第一概率的数值。

    在本实施方式中,可以按照下述公式计算所述第一概率的数值:


    其中,Pj表示所述第三概率的数值,NΔl表示每根纤维丝被分成的段数。

    计算的所述第一概率的数值可以如表3所示。

    表3第一概率的数值

    σj(Gpa)
    1.71
    1.94
    2.18
    2.41
    2.65
    Pj(×10-2)
    0.028
    0.038
    0.062
    0.076
    0.131
    σj(Gpa)
    2.88
    3.12
    3.35
    3.59
    3.83
    Pj(×10-2)
    0.223
    0.199
    0.356
    0.375
    0.487
    σj(Gpa)
    4.06
    4.30
    4.53
    4.77
    5.00
    Pj(×10-2)
    0.780
    1.158
    0.912
    0.691
    100

    本发明考虑了纤维的断裂强度与缺陷概率之间的关联,预先划分与断裂强度相关
    的缺陷类型,然后通过对纤维强度分布区间的计算,从而能够最终得出纤维的缺陷概率,进
    而实现了无机非金属纤维断裂强度的分布概率和各类缺陷概率的测试过程,能够提高无机
    非金属纤维随机强度与缺陷概率测定的实用性。

    上面对本申请的各种实施方式的描述以描述的目的提供给本领域技术人员。其不
    旨在是穷举的、或者不旨在将本发明限制于单个公开的实施方式。如上所述,本申请的各种
    替代和变化对于上述技术所属领域技术人员而言将是显而易见的。因此,虽然已经具体讨
    论了一些另选的实施方式,但是其它实施方式将是显而易见的,或者本领域技术人员相对
    容易得出。本申请旨在包括在此已经讨论过的本发明的所有替代、修改、和变化,以及落在
    上述申请的精神和范围内的其它实施方式。

    本说明书中的各个实施方式均采用递进的方式描述,各个实施方式之间相同相似
    的部分互相参见即可,每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。

    虽然通过实施方式描绘了本申请,本领域普通技术人员知道,本申请有许多变形
    和变化而不脱离本申请的精神,希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请
    的精神。

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