基于Kalman滤波技术的纤维增强复合材料界面断裂参数确定方法
2012-09-12何周理徐绯段敏鸽
航空材料学报 2012年1期
关键词:界面
何周理 徐绯, 段敏鸽
(1.西北工业大学航空学院,西安 710072;2.上海飞机设计研究院,上海 200232)
连续碳(及碳化硅)纤维增强复合材料具有较高的比强度、比刚度以及耐高温、耐腐蚀、抗氧化、低密度等优点,因此,已越来越广泛地应用于航空、航天等高温领域。
在固体力学和材料力学领域中,某些材料参数通过试验直接测量十分困难。但却可以通过试验测量得到与这些材料参数直接相关的其它物理量,再考虑通过反演计算得到所需的材料参数值。常用的反演方法主要包括:Monte Carlo[1]法、模拟退火法[2]、遗传算法[3]、改进的人工神经网络法[4]等等。上述的几种反演方法属于完全非线性反演法,具备全局搜索能力,但是计算量往往很大,计算效率不高。所以对于单个或者未知参数较少时的反演情况,上述方法并非最佳选择。本文将介绍一种计算效率较高的Kalman滤波反演法。
1960年,Kalman提出了用递归方法解决离散数据线性滤波问题。此后,由于数字计算技术的进步,Kalman滤波技术得到了广泛的应用,特别是在自主及协助导航领域。Kalman滤波可由一系列递归数学公式描述,它们提供了一种高效的方法来估计过程的状态,并使估计均方误差最小[5]。其应用广泛且功能强大,即使对相应模型的性质不确定,可以估计信号的过去和当前状态,甚至将来的状态。基于以上Kalman滤波反演方法的优点,促使其正逐渐走进研究者的视野,如结合边界元利用扩展的Kalman滤波方法对材料弹性和热弹性参数[6]进……
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