安全裕量是指部件的最大破壞載荷超過設計載荷的部分與設計載荷的比值。它是部件設計中為了簡單直觀地判別所作設計是否滿足設計要求而引入的概念。破壞載荷又分為計算破壞載荷和試驗破壞載荷。鑒於試驗破壞載荷是隨被試部件隨機變化的，故通常使用具有統計意義的計算破壞載荷作為衡量安全裕量的基準。
基本介紹
- 中文名：安全裕量
- 外文名：safety margin
- 學科：航空工程
- 範圍：部件設計
- 領域：航空航天
- 破壞荷載：分為計算破壞載荷和試驗破壞載荷
簡介,計算框架,結構安全裕量的概念,結構安全裕量的影響因素,
簡介
安全裕量是指部件的最大破壞載荷超過設計載荷的部分與設計載荷的比值。它是部件設計中為了簡單直觀地判別所作設計是否滿足設計要求而引人的概念。破壞載荷又分為計算破壞載荷和試驗破壞載荷。鑒於試驗破壞載荷是隨被試部件隨機變化的，故通常使用具有統計意義的計算破壞載荷作為衡量安全裕量的基準。由於飛彈(火箭)設計中使用的設計載荷均己考慮了應有的安全係數，故設計合理的部件安全裕量應為不小於零而近於零的數。如果安全裕量過大，說明結構太笨重，如果安全裕量小於零，說明部件的設計未達到應有的強度或安全係數。
計算框架
結構安全裕量計算實施過程中的關鍵是對表徵結構安全的回響和設計閡值的特徵量進行識別和不確定性量化，因此涉及到不確定性的表征和傳播問題。在實際套用過程中，描述不確定性的理論主要有機率論、可能性理論、區間分析和證據理論等。在工程結構安全裕量計算過程中，針對結構系統的安全裕量計算，分別根據不確定性輸入參數xi的區間和證據理論兩種不同的描述，並結合抽樣算法和代理模型( Surrogate model )等方法建立結構安全裕量評估的可執行方法。
結構安全裕量的概念
QMU是一套考慮不確定性並以性能閉值和裕量為關鍵點的複雜系統風險決策支持方法，其裕量(M)的定義為系統名義回響值和性能通道邊界闌值之間的距離。針對工程結構，考慮到結構性能和載荷刺激的不確定性，同時參考結構可靠性評估中的應力一強度干涉理論，結構安全裕量(M)可表述為結構系統所受載荷回響((R)與其固有能力閾值(P)之間的距離，可用狀
態函式M=P-R表示。如果M>0，則系統安全，反之系統失效。在工程實踐中，結構回響及固有能力的不確定性主要來源於材料參數、幾何尺寸以及環境載荷的不確定性分布，可以歸納為隨機和認知不確定性。
結構安全裕量的影響因素
（1）結構安全裕量的不確定性量化的精細程度受結構輸人參數的不確定性信息量的影響。如果只知道輸入參數的不確定性變化區間，缺少參數在區間內的分布情況這一信息，則結構回響輸出和安全裕量的量化結果也為一區間值。如果能給出輸入參數在區間內的分布情況或更多其它信息，則可根據這些信息對安全裕量進行較為精細的量化；
（2）沒有考慮有限元模型不確定性的影響。此外針對大型複雜結構的實際套用仍需要開展
進一步研究，特別是不確定性輸人參數不確定性信息量的獲取方法、複雜分層結構的不確定性傳播等值得深入研究。
