Weibull分布理论在硼纤维及B/Al复合材料中的应用

本文采用单一Weibull统计分布函数来描述硼纤维拉伸强度的分散性,发现具有不同断裂机制的缺陷所引发的断裂其拉伸强度分布分别符合Weibull分布,并具有各自独特的形态和参数;对热压复合前后的硼纤维的拉伸强度分布特征进行分析比较,结果表明热压复合过程对纤维的性能及拉伸强度分布特征有一定的影响,这主要是因为热压改变了纤维内部缺陷的类型和分布.本文还就以上研究结论在硼纤维的生产及其产品的性能表征方法、B/Al复合材料性能的非破坏性评估方法上的应用进行了讨论.

基于Weibull分布的煤矸石对混凝土断裂损伤特性的影响

为探索煤矸石质量取代率、粉煤灰质量取代率、水灰比对I型裂缝煤矸石混凝土荷载-裂缝张开位移、荷载-跨中挠度曲线、断裂韧性、断裂能的影响规律,对I型裂缝煤矸石混凝土进行三点弯曲试验,将所得结果结合损伤力学及Weibull分布函数建立煤矸石混凝土的断裂损伤本构模型。结果表明:煤矸石质量取代率对预制I型裂缝的煤矸石混凝土断裂性能影响最大,粉煤灰质量取代率对其断裂韧度影响较大,水灰比对其断裂能影响较大;提升煤矸石混凝土断裂时断裂韧度及断裂能的最佳组合的煤矸石质量取代率为25%、粉煤灰质量取代率为10%、水灰比为0.5;经对比可知,所得损伤本构模型对应的应力-应变曲线与试验曲线高度吻合。研究成果为煤矸石混凝土的制备及工程实际应用研究提供了参考。

基于Weibull分布的石砌体单轴受压损伤本构模型

石砌体的本构模型是石砌体力学计算和有限元数值模拟的重要基础和前提条件。为了深入研究石砌体单轴受压下的本构关系,基于损伤力学理论,应用双参数Weibull分布函数反映损伤变量,根据石砌体单轴受压应力-应变全过程曲线的特征条件确定其参数,推导并建立了石砌体单轴受压损伤本构模型,将已有试验数据验证本构模型的正确性,并将本构模型与典型的砌体本构模型进行对比分析,最后应用本构模型对已有石砌体拱桥试验进行有限元分析以验证本构模型的适用性。结果表明:所建模型与已有石砌体单轴受压试验结果吻合良好;所建模型验证了石砌体损伤演化的一般规律,符合典型的砌体本构模型的一般趋势;所建模型可应用于石砌体结构有限元分析计算,适用性良好。

基于Weibull分布的缺口件多轴疲劳寿命建模

针对多轴缺口件,引入Weibull分布建立考虑应力梯度效应的疲劳寿命预测方法.首先,将最大应变能密度定义为损伤参量,并结合坐标变换确定能反映裂纹萌生和扩展的临界面位置;其次,利用有限元方法提取临界面特定路径的应力分布,并对其进行归一化处理得到多轴等效应力梯度因子,进而基于GSP应变能密度模型得出应变能密度与实验寿命的线性关系;最后,结合等效应力梯度因子、应变能密度模型和Weibull分布,基于Von-Mises准则提出了新的疲劳寿命预测方法,并利用该方法分别求出失效概率10%、50%和90%对应的疲劳寿命.为验证该方法,将计算结果与SWT模型、FS模型和Manson-Coffin方程的计算结果进行对比,结果表明该方法的预测精度较高.

Weibull分布在基于磨屑群理论的铁谱技术中的应用

文中叙述了磨屑理论，并以其作为铁谱技术的理论依据。通过分析Ｗｅｉｂｕｌｌ分布的力差发现：方差的改变仅与磨屑群中大磨屑个数的改变有关，这与磨屑群理论中强调大磨屑的个数的观点是相符的，因此可以采用ＷＭ分布作为描述润滑油中磨屑尺寸分布规律的数学工具，并据此对设备的状态进行监测。

基于混合双参数Weibull分布的冬夏两季香港地区某地的行人风环境舒适度分析

城市的密集建筑会影响周边区域风环境,甚至产生行人风环境问题。研究了香港地区气象条件,对比了双参数Weibull分布和混合双参数Weibull分布,结果表明混合双参数Weibull分布更加适合香港地区的气象数据;根据夏季以及冬季不同的情况,分析了夏季与冬季的行人风环境。在夏季,一号和二号建筑之间的空地有不舒适的区域,在冬季,行人风环境舒适度整体较好。

基于Weibull分布的非均质隧洞围岩破裂碎胀FDEM数值模拟研究

岩石材料具有非均质特征,矿物颗粒和胶结材料强度在统计学上服从Weibull分布。基于有限元-离散元耦合数值模拟方法(FDEM)提出了三角形单元弹性模量和四边形节理单元强度服从Weibull分布的参数赋值流程,随后研究了非均质岩样在单轴压缩、三轴压缩和巴西劈裂下的力学特征和破坏行为,最后对非均质隧洞围岩在高应力下的破裂碎胀大变形机制进行了模拟研究。结果表明:提出的随机参数赋值方法可建立不同弹性模量三角形单元数目服从Weibull分布、且空间分布具有随机性的FDEM数值模型;非均质岩样单轴抗压强度、三轴抗压强度、巴西劈裂抗拉强度、等效粘聚力和等效内摩擦角随着非均质度m的增大,均呈指数增大,并向均质材料逼近;高应力非均质隧洞围岩随着m的增大,裂隙网络形态变化不大,均以共轭剪切破裂为主,并伴随少量拉伸裂隙,但围岩破坏程度和裂隙扩展范围呈指数降低。

由Chvátal定理引出的关于Weibull分布和Pareto分布的研究

受Chvátal定理的启发,本文研究了随机变量不超过其期望的概率的下确界问题.利用分析的方法,我们得到了当随机变量的分布为Weibull分布或Pareto分布时该随机变量不超过其期望的概率的下确界.

基于Weibull分布模型的不规则矿石颗粒强度分布

不规则矿石颗粒的强度分布决定其断裂行为与破碎产品粒度分布。本文采用不同形式的Weibull分布模型分别拟合不同尺寸的铜矿石颗粒和锡矿石颗粒的强度分布,并对不同模型中的参数进行比较分析。结果表明:两参数Weibull分布模型对两种矿石颗粒强度分布的拟合效果均较好,且在双对数坐标系下,两种矿石颗粒的模型参数(特征破碎强度σ_0和两参数Weibull分布模量m)都随着颗粒尺寸d的增加而线性减小;在两参数Weibull分布模型的基础上,通过引入权重因子w与强度阈值σ_(th)分别构建两段Weibull分布模型和三参数Weibull分布模型,发现两段Weibull分布模型可定量描述剪切破坏与张拉破坏在整个破碎过程中对不规则矿石颗粒的破坏程度,而三参数Weibull分布模型可对低应力强度数据偏离两参数Weibull分布模型拟合曲线得到解释并加以修正。研究成果为碎磨设备操作参数的确定与设备选型提供理论指导,进一步丰富了不规则颗粒强度分布理论与研究方法。

基于响应面法和Weibull分布的不锈钢纤维再生混凝土抗冻性能研究

【目的】在我国严寒地区,冻融损伤会使再生混凝土(RAC)结构提前达到耐久性极限甚至导致构件失效,为了延长再生混凝土(RAC)结构在严寒地区的使用寿命,【方法】对再生混凝土(RAC)、天然混凝土(NC)、普通钢纤维再生混凝土(PFRAC)和不锈钢纤维再生混凝土(SFRAC)进行冻融循环试验。经过冻融循环后,测得RAC、NC、PFRAC、SFRAC的质量损失及相对动弹性模量,分析冻融循环过程中混凝土内部的损伤机理及劣化规律。以相对动弹性模量为损伤变量,基于响应面模型(RSM)和Weibull分布建立了钢纤维再生混凝土冻融损伤模型,研究冻融循环次数、PF和SF的掺量对再生混凝土抗冻性的影响。【结果】结果表明,SF的掺入能有效延缓RAC质量的损失和相对动弹性模量的降低。冻融循环150次时,掺量为2%的SFRAC质量损失和相对动弹性模量分别下降3.01%和19.57%。SFRAC与RAC相比,质量损失率降低了0.4%,相对动弹性模量提高了14.17%。【结论】Weibull分布和响应面模型(RSM)的预测结果 基本一致,但RSM预测值的相对误差要低于Weibull分布的预测值。两种模型的相关系数R2均在0.94以上,预测结果较为准确,可为钢纤维再生混凝土在寒冷地区的使用提供理论参考。

基于Weibull分布和MOV脉冲电流特性的智能SPD脉冲电流寿命评估方法

浪涌保护器(SPD)是低压电力线路中用于限制过电压,泄放电涌电流的重要电气装置。随着物联网的发展,传统的SPD逐步发展成为具有在线监测工作状态、故障诊断、寿命预测等功能的智能SPD。由于SPD的寿命与其核心元件金属氧化物压敏电阻(MOV)的寿命密切相关,文中基于Weibull分布并结合MOV的脉冲电流寿命特性,通过试验得到了MOV在不同冲击下的特性方程。根据建立的脉冲电流寿命特性方程和运行中SPD的脉冲电流监测数据,提出了一种SPD剩余寿命评估方法,为智能SPD的不断发展提供了理论支持。

排序集抽样下Weibull分布的产品可靠度估计

排序集抽样方法用于样本单元排序容易但测量困难的情形。产品可靠度是描述产品可靠性的重要度量指标,Weibull分布在可靠性试验中占有非常重要的地位。为了提高Weibull分布产品可靠度的估计效率,本文采用排序集抽样方法,研究了产品可靠度的极大似然估计,计算了Weibull分布形状参数和尺度参数的Fisher信息阵,证明了极大似然估计量的渐近正态性,并给出了新估计量的渐近方差。渐近相对效率和模拟相对效率的计算结果表明:排序集抽样下极大似然估计量的估计效率一致高于简单随机抽样下极大似然估计量。最后,单碳纤维强度数据的实际分析结果验证了排序集抽样方法的高效率性。

单元尺寸自密实混凝土抗压强度Weibull分布研究

为了研究骨料组成对自密实混凝土抗压强度Weibull分布的影响,对自密实混凝土的砂子和碎石进行粒径筛选,并通过人工控制材料的均匀程度,浇筑了大量具有不同粒径特征的试件。根据500个试件的单轴抗压强度数据,利用数理统计方法得出Weibull分布中的均质度系数,随后将该系数赋值到数值软件中进行建模分析。通过物理试验发现:随着粒径增加,抗压强度呈先降低后上升的趋势;均质度系数的取值范围为4.67~7.99。数值模拟结果显示:均质度系数越小,损伤单元数量越多,模型产生较多裂缝,破坏较为碎片化;随着均质度增大,损伤单元变少,应力集中现象减弱,局部损伤和裂缝减少。

Weibull分布模型改性再生混凝土微观损伤机理分析

为研究再生骨料改性对再生混凝土微观损伤机理的影响,该文用5%硅酸钠溶液(Na_(2)O·nSiO_(2)溶液)和10%聚乙烯醇溶液(PVA溶液)对不同级配再生骨料预浸泡进行改性。通过再生混凝土微小单元强度服从Weibull统计分布对抗压强度进行损伤演化分析和扫描电子显微镜(SEM)对骨料和混凝土微观形貌和机理分析。结果表明:经过5%硅酸钠溶液(Na_(2)O·nSiO_(2)溶液)和10%聚乙烯醇溶液(PVA溶液)改性后的再生混凝土均能显著提升内部微小单元损伤抗性和微观结构的密实性,且5%硅酸钠溶液(Na_(2)O·nSiO_(2)溶液)浸泡改性再生骨料对再生混凝土的提升效果劣于10%聚乙烯醇溶液(PVA溶液)。采用连续级配5~31.5 mm的再生混凝土损伤抗性显著高于单一级配10~16 mm和16~25 mm的再生混凝土损伤抗性。

基于Weibull分布的项目投资风险收益理论模型

项目投资经济效果评价指标的风险分析是指如何依据各影响因素的概率分布来推求经济效果评价指标的概率分布.在投资决策时要考虑的问题便是投资收益或投资收益率.本文采用最优化的原理与方法,从理论上建立了基于Weibull分布的项目投资风险收益理论模型并证明它们有唯一最大值.这对提高项目投资的可靠性及风险分析理论的发展具有重要意义.

基于Weibull分布的高温高围压岩石统计损伤本构模型

深部岩石通常处于高温及高围压环境中,深入研究深部岩石的本构关系对于深地矿产资源的开采、地热的高效利用以及岩体的稳定性分析等具有重要的理论和现实意义。为研究岩石在不同温度和围压作用下的静态三轴压缩破坏全过程本构关系,基于宏观唯象损伤力学的概念,从岩石的弹性模量随着温度变化的角度出发,得到了岩石在温度作用下的损伤表达式;又基于Weibull分布和修正的Mohr-Coulomb强度准则,将岩石细观均匀化,并结合统计损伤理论,得到了岩石在轴向压力作用下的统计损伤表达式;然后根据推广的应变等价性原理将两部分损伤耦合,得到了岩石在高温及轴压力作用下的岩石耦合损伤表达式。将所得的耦合损伤表达式结合考虑岩石残余应力的Lemaitre应变等价性假说以及有效应力原理,同时考虑岩石内部裂纹起裂阈值的影响,将本构模型分为阈值应变之前和阈值应变之后两部分,得到了一种分段函数形式的可反映高温及高围压影响的岩石统计损伤本构模型。为验证模型的适用性和准确性,分别将岩石在温度为25、200、400、600、800、1000℃和围压为0、10、20、30、40 MPa情况下的模型本构曲线与试验本构曲线进行了对比验证,对比结果较好,可以反映出岩石存在临界温度。在围压一定时,随着温度的升高,岩石的强度先增大后减小;在温度一定时,随着围压的升高,岩石的延性逐渐增强。

Weibull分布:药物最小致死量的理论分布

基于药物的最小致死量服从Ｗｅｉｂｕｌ分布的假设，以Ｗｅｉｂｕｌ分布为模型计算药物的ＬＤ５０及一般的ＬＤＫ．通过所得计算结果与对数正态分布的对比分析来证实这一假设，探讨两种统计分布模型的差异，阐述以Ｗｅｉｂｕｌ分布为药物最小致死量理论分布的意义，并提出以复相关系数评价两种理论分布对实验数据的拟合良度．

Weibull分布在车门故障统计中的应用研究

随着城市轨道交通车辆门系统运用量级的增加与收集故障数据方式的完善,要提升城轨交通系统产品可靠性的统计方法的应用价值。Weilbull分布是适用于机电类产品的磨损累计失效的分布形式,在可靠性预计范围应用较广。本文选取Weibull分布统计车门可靠性情况。

基于Weibull统计理论的混凝土率型损伤本构模型研究

为研究混凝土在股役期间的材料特性,进行了不同应变速率下(10^(-5),10^(-4),10^(-3)和10^(-2)/s)的混凝土单轴受压试验,分析了混凝土材料基本力学特性,试验结果表明:随着应变速率的提高,峰值应力和初始弹性模量呈现增大的趋势,峰值应力的变化规律并不明显。基于Weibull和Lognormal统计分布理论,以及Lemaitre应变等效原理,引入应变速率因素,构建出混凝土材料分段式率型单轴受压损伤本构模型。依据试验数据,确定了所建立的率型损伤本构模型参数;给出了不同速率下混凝土单轴受压应力-应变和损伤变化规律曲线。结果表明:建立的混凝土率型本构模型能够反映不同应变速率下混凝土单轴受压损伤全过程。

基于Weibull分布函数的葡萄干燥过程模拟及应用

为了探究Weibull分布函数中各参数的影响因素及其在干燥中的应用,该文以不同干燥方法(气体射流冲击干燥、真空脉动干燥)、干燥温度(50、55、60和65℃)以及烫漂预处理(30、60、90、120s)的葡萄干燥过程为研究对象,利用Weibull分布函数对其干燥动力学曲线进行模拟并分析。研究结果表明:Weibull分布函数能够很好的模拟葡萄在试验条件下的干燥过程;尺度参数α与干燥温度有关,并且随着干燥温度的升高而降低;形状参数β与干燥方式和物料状态有关,但干燥温度对形状参数β的影响很小。计算了葡萄在干燥过程中的水分扩散系数Dcal在0.2982×10-9～2.7700×10-9m2/s之间,并根据阿伦尼乌斯公式计算出热风干燥和真空脉动干燥方法的干燥活化能分别为72.87和61.43kJ/mol。研究结果为Weibull分布函数在葡萄干燥过程的应用提供参考。