مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل قابلیت اطمینان چند قیدی با استفاده از روش فاصله بی نظمی

نویسندگان
1 استادیار دانشگاه تهران
2 دانشگاه تهران
چکیده
تحلیل قابلیت اطمینان طراحی‌های سازه‌ای حساس، مستلزم بکارگیری روش‌هایی است که قابلیت تخمین مقدار بسیار کم احتمال واماندگی را داشته باشند. همچنین این طراحی‌ها دارای چندین تابع حالت حدی هستند و روش مذکور باید قادر باشد قابلیت اطمینان تمام حالت‌های حدی را با دقت مناسبی تحلیل نماید. برای رسیدگی به این موارد، در این مقاله، روش فاصله بی‌نظمی توسعه‌یافته ارائه شده است که توانایی تحلیل قابلیت اطمینان چند تابع حالت حدی که تعدادی از آنها پدیده نادر هستند، را دارد. در این روش که بر پایه روش نمونه‌برداری بااهمیت بنا نهاده شده است، با کاهش واریانس نمونه‌های تصادفی، دقت و سرعت محاسبات تحلیل قابلیت اطمینان افزایش می‌یابد. مهمترین مزیت این روش عدم استفاده از اطلاعات مربوط به محتمل‌ترین نقطه شکست است. روش مذکور قابلیت بکارگیری در مدل‌های صریح و ضمنی را داشته و قابلیت اطمینان هر حالت حدی را به طور جداگانه ارائه می‌‌دهد. روش ارائه شده بر روی چندین نمونه مطالعاتی معتبر پیاده‌سازی شده است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که بکارگیری روش فاصله بی‌نظمی توسعه‌‌یافته برای تحلیل چند تابع حالت حدی، موجب افزایش دقت طراحی شده و از طراحی محتاطانه جلوگیری می‌کند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Application of cross-entropy method in multi limit-state reliability analysis

نویسندگان English

mahdi fakoor 1
Parviz Mohammadzadeh 2
Mahdi Bajellan 2
1 University of Tehran
چکیده English

This paper is focused upon the development of an efficient multi limit-state reliability analysis method based on extended cross-entropy. In order to achieve a reliable state in the modern critical structural designs, it is necessary to utilize an efficient reliability analysis method to estimate the probability of failure. Reliability analysis of such designs is faced with several challenges, such as rarity of the probability of failure and multiplicity of limit-state functions. To address these issues, in this research an importance sampling (IS)-based method is developed which uses cross-entropy (CE) method to reduce sampling variance, and leads to a fast and accurate reliability analysis method. The main advantage of this method is the ability to perform reliability estimation (especially for rare events) without the most probable failure point (MPP) calculation. The proposed method is demonstrated on several test problems and the results are compared together. Results obtained show that method introduced in this paper provides an effective way of improving reliability analysis of multi limit-state functions. In addition, using the proposed method, prevents the mistake of over-designing while retains usability of the method.

کلیدواژه‌ها English

reliability analysis
Failure probability
cross-entropy
rare event
limit state function