复合材料b基准值统计的多环境样本合并方法

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1、复合材料学报第３３卷第５期５月２０１６年ＡｃｔａＭａｔｅｒｉａｅＣｏｍｐｏｓｉｔａｅＳｉｎｉｃａＶｏｌ．３３Ｎｏ．５Ｍａｙ２０１６ＤＯＩ：１０．１３８０１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｆｈｃｌｘｂ．２０１６０１２０．００２复合材料Ｂ基准值统计的多环境样本合并方法叶强１，＊，金浩２，陈普会１，沈真２（１．南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，南京２１００１６；２．江苏恒神股份有限公司，镇江２１２３１４）摘要：为缩减获得复合材料设计许用值的试验成本，首先，介绍了复合材料手册－１７－Ｇ最新推荐的一种基于回归分析的合并多环境样本的Ｂ基准值统计方法，重点阐述了

2、在批间变异检验、环境样本间的方差等同性检验及正态性检验中加入工程经验判断的合理性及适用条件；然后，根据该多环境样本合并方法，设计开发了Ｂ基准值统计分析软件；最后，采用该软件对江苏恒神股份有限公司部分复合材料的力学性能数据进行了统计分析。结果表明：与传统的单环境样本统计程序相比，该多环境样本合并方法不仅显著提高了Ｂ基准值，而且克服了传统统计程序中对样本数量及批次数的限制。所得结论表明该方法具有较高的可操作性，适用于在缩减样本的情况下统计分析复合材料Ｂ基准值。关键词：复合材料；力学性能数据；Ｂ基准值；多环境样本合并方法；工程经验判断中图分类号：ＴＢ３３２文

3、献标志码：Ａ文章编号：１０００－３８５１（２０１６）０５－１０４０－０８复合材料的特点是材料与结构同时形成，因此ＡＮＯＶＡ方法统计非结构数据的Ｂ基准值。原材料、成型工艺及检测操作的细微差异都会导致为满足统计学上的可重复性要求，该统计程序性能数据存在变异性，而且这种变异性一般远大于要求每种力学性能在每种试验环境下提供３０个数据［１－２］金属材料的。为保证复合材料结构的安全性，（至少５批次，每批次６个数据），这无疑需要很高的设计之前应对材料基本强度性能的试验数据进行统试验成本。为此，２００３年美国联邦航空管理局（Ｆｅｄ－计分析，并确定具有一定置信度和可靠度

4、的性能表ｅｒａｌＡｖｉａｔｉｏｎＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，ＦＡＡ）在原有的统计方征值，一般采用Ｂ基准值。Ｂ基准值的定义为在法的基础上，在ＤＯＴ／ＦＡＡ／ＡＲ－０３／１９《聚合物基复［７］９５％的置信度下力学性能的限定值。９０％性能数值合材料体系的材料取证与等同：更新程序》中提出［３－５］群的值高于此值。了一种基于回归分析的、合并多环境样本的Ｂ基准值复合材料性能数据的Ｂ基准值统计程序发展统计程序。由于采用了多环境样本合并的统计方法，主要经历了３个阶段。１９８５年美国的ＭＩＬ－ＨＤＢＫ－该统计程序将每种试验环境下的样本大小要求缩减［６］１７－１Ｆ军用手

5、册首先给出了Ｂ基准值的计算方法为３批次，显著降低了试验成本。该合并方法的核及统计程序，但该统计程序只针对单一环境下的试心思想是通过合并样本获得具有特定破坏模式的所验数据。统计中将数据划分为２类：结构型数据与有环境条件试验结果共性统计量。为产生有效的Ｂ非结构数据。统计结构型数据的Ｂ基准值时，根据基准值，该数据处理方法需要满足几个基本的假优先级须依次进行３种分布的拟合优度检验：威布设：①各环境条件的批间变异性是相当的；②各环尔分布、正态分布及对数正态分布。若样本数据均境条件的数据呈正态分布；③不同试验环境条件下未通过这３项检验，则采用非参数方法计算Ｂ基准的

6、变异性是等同的。在实际的数据统计应用中，由［６］值。另外，ＭＩＬ－ＨＤＢＫ－１７－１Ｆ军用手册推荐采用于受每种环境条件的批次数及环境条件数的限制，收稿日期：２０１５－１０－２７；录用日期：２０１５－１１－１２；网络出版时间：２０１６－０１－２０１３：３７网络出版地址：ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．１８０１．ＴＢ．２０１６０１２０．１３３７．００４．ｈｔｍｌ基金项目：国家自然科学基金（１１３０２０９９）；中国博士后科学基金（２０１３Ｍ５４１６５８）；江苏省自然科学基金（ＢＫ２０１３０７８４）通讯作者：叶强，博士，讲师，硕士生导师

7、，研究方向为复合材料结构设计。Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｙｅ＠ｎｕａａ．ｅｄｕ．ｃｎ引用格式：叶强，金浩，陈普会，等．复合材料Ｂ基准值统计的多环境样本合并方法［Ｊ］．复合材料学报，２０１６，３３（５）：１０４０１－０４７．ＹＥＱ，ＪＩＮＨ，ＣＨＥＮＰＨ，ｅｔａｌ．ＭｕｌｔｉｐｌｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｍｐｌｅｓｍｅｒｇｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒＢ－ｂａｓｉｓｖａｌｕｅｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＡｃｔａＭａｔｅｒｉａｅＣｏｍｐｏｓｉｔａｅＳｉｎｉｃａ，２０１６，３３（５）：１０４０１－０４７（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．叶强，等：复合材料Ｂ基准值

8、统计的多环境样本合并方法·１０４１·往往很难通过这３点假设的诊断性检验，若不加入一些经验判断，