7.3【 试验辅助设计】
《
7》.3.1《 :试验:辅助设计以试验数据!的,统计评估为依据【。与概率设计和分【项系数设计概念相】一,致采用试验辅—助设计?的结构要达到—相关设计状况采【用的可靠性水平此时!材料性能、模型参数!或抗力设计》值的确?定要:符合下列基本—原,则
《。
(】1)采用经典统计】方法或贝叶斯(【Bay?es:ian)法》。推断材料性》能、模型参数或抗】力的:设计值先确定标【准值然后除以—一个分项系数必【要时考虑换算系【数,的影响;换算系数】应通:过试验并《结合理论分析确定理!论分析应包括尺【寸效应、时间效应】、边:界条件?、影响?材料性能的》环境条件、工艺条件!等影响因素
—
《
《 (2)在进—行材料性能、模【型参数?。或,抗力设?计,值评估?时要考虑《试睑数据的离散【性、:与试验数量相关【的统计不定》性和先验的统计知】识,
! ,试验:结果:统计分析《时要考虑统》计不定性的影响具体!统,计方:法有两种
—
:
—经典统计法》
《
(1】)当性?能X服从正态分布】时其设计值X—d,与标:准值Xk《关系如?下
—
》
? 式中ηd转换!系数;
《
】 【γm材料性能—。分项:系数根?据,材料通常《采用的值《和所考虑的失效【模型来规《。定当试验状况与标准!设计状况相差—过大以致不能—选,定具有?足够置信度的分项系!数时则优先采用【Bayesi—an方法
!
— 《 μx?、,δx抗力《样本平均值和—变异系数;
【
— 《 kn—样本容量系数取决】于试件数《。。目和选定《的置信度表》5给出了分位—值为0.05置信度!为0.?75时?的kn值
!
表5 《 分位值为0—.05时《kn的值
—
,
》
【 ,(2)?当性能X服》从对数正态分—布时其?标准值为
》
:
:
?
】
先验】分布有四个参—数m′、《n′、s′、v【′将特征化的先验资!。料与具有样》本平均值m和—样本标准差s的n次!观测试验结》果组:合起来得到X—的未知平均值—。和标准?差的后?验分布此时参数规定!如下:
】
(!2)先验分》布参:数,n′和v′的确定要!符合下列《原,则,
:。
《 】1,)当:有效数据很少则【。取n′和v′—为0在这种情况下】最后:结果将与《Bayes》ian法相同
!。
,
! 2)根据》过去的经验》平均值和标准—差几乎可以》取定:。值则n′和v—。′可以给《予相对较《高的值?如取50或》更大
》
》 ? 3)在一般】情况下假定只有很少!数据:或无先验数》据此时n《′=0这样就有【。可能获?得较佳的估计值
】。
7.【3.2~7》.3.4 试【验辅助设计需要【符合:下列要求
!
《 ,(,1)在试《验进行之前制定试验!方案试验《方案包括试》验目的、试件的选取!。和制作以及试验实】施和评估等所有必】要的说明
【
(】2)为制《定试验方《。案要预?先进行定性分析确】定所设计结》构或构件性能—的可能临界区—域和相应《极限状态标志
【
:
《 , (3)加工【合适尺寸和》与实际生产》相同工艺《的试件使试验能够】再现:所,设计构件《的实际应用性能根】据试验要《求和为试《。验选定的《相关状?况进行?组装
?
《
》(4)试验除记录】该极限?状态的机制》、边界条《件和最终值》外还要观察试—验,过程中与超出预先】考虑:的极限状态》有关的?。各种现?象
】 (5)试验需!由具有相应资质【的技术人员和(【。或)机构《完成
》。
— (6)除》统计评估《试验结果外》。有关结构性能—的一:般理论和《普,遍接受?的设:计规则在进行试验设!计,时仍然?。有效
—
:。 (7)专】门试验?。。得出的结论与—。试验范围内结构的】。性能和生产》。工艺有关除非—理论分析证明—所得:结论可以推广到其】他构件类别否则扩大!结论应用范》围需:有新的试验
】
,
尽管要!求试验与《设计中的实际情况尽!可能相符合但仍会不!可避免?。地出:。。现各:种差异包《括尺寸效应、时间效!。应、边界《。条件、湿度》条件:。、工艺条件》等当将试验结果用于!设计时?应考虑这些差—异否则会使设计的结!构,或,同类结构的可靠【度不同试《。验条件与《。实际条件的》差,异可:以通过换算》系数:处理具体由》理论分析和试验结果!判断确?定
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当设计以!模型试?验或原型试验为基础!时原型试验宜做到】与实际结构的几何】。尺,寸、作用和环—境条:件等:相符:模型试验包括—缩尺模型和》相似模型一般—应满足几何相似、力!学相似和材料相【似以保?证模型试验》的结果能够推演到】原型结构的工作【性能并考虑》试验模型与》实,际构件的差异—试验误差和试验结果!的统计不定性—(小子?样统计方法)即【按试验结果》确,定设计值时》需考虑试验数—量的影响
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