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采用单回路策略和二阶可靠性方法进行基于置信度的可靠性优化。 (英语) Zbl 1506.74252号

摘要:统计模型是基于可靠性的设计优化(RBDO)中常用的模型。然而,在实际工程中很难获得足够的数据来构建合理的统计模型,有偏差的统计模型严重降低了不确定性建模的准确性,进一步影响了RBDO优化结果的有效性。本文考虑了数据不足引起的统计模型的不确定性,并用失效概率的置信度进行了量化。使用基于置信度的设计优化(CBDO)来确保优化结果的有效性,从而用耗时的三倍长CBDO取代了双环RBDO。为了降低繁重的计算成本,本文提出了一种采用单回路策略的完整性能度量方法(PMA),并将性能度量值应用于整个优化过程。采用改进的二阶可靠性方法(SORM)代替耗时的MCS,计算可靠性约束函数的最小性能目标点(MPTP)。然后,通过单回路策略将可靠性分析集成到置信度评估过程中。通过四个实例验证了本文提出的方法的性能。所有结果都表明,该方法只需要较低的计算成本,但其精度与以前的CBDO相似。

理学硕士:

74P05号 固体力学中的顺应性或重量优化
74人60人 应用于固体力学问题的随机和其他概率方法
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 张,D。;Han,X.,机械手运动学可靠性分析,J.Mech。设计。,1 (2019)
[2] Choi,S.K。;坎菲尔德,R.A。;Grandhi,R.V.,基于可靠性的结构设计(2007),施普林格伦敦·Zbl 1114.93001号
[3] 杜,L。;Choi,K.K。;Youn,B.D。;Gorsich,D.,统计和模糊输入数据设计问题的基于可能性的设计优化方法,J.Mech。设计。,128, 928-935 (2005)
[4] 邱,Z。;Elishakoff,I.,通过区间分析对具有较大不确定性但非随机参数的结构进行反优化,计算。方法应用。机械。工程,152,361-372(1998)·Zbl 0947.74046号
[5] 康,Z。;Luo,Y.,使用凸模型的几何非线性结构的基于非概率可靠性的拓扑优化,计算。方法应用。机械。工程,198,3228-3238(2009)·Zbl 1230.74153号
[6] Rahman,S.,随机计算的多项式维分解,国际。J.数字。方法工程,76,2091-2116(2008)·Zbl 1195.74310号
[7] Rackwitz,R。;Flessler,B.,组合随机荷载序列下的结构可靠性,计算。结构。,9, 489-494 (1978) ·Zbl 0402.73071号
[8] Yih-Tsuen,W。;Paul,H.W.,《结构可靠性估算的新算法》,J.Eng.Mech。ASCE,1131319-1336(1987)
[9] 佩里萨罗,G.A。;Santos,S.R。;里贝罗,A.A。;Matioli,L.C.,HLRF-BFGS结构可靠性优化算法,应用。数学。型号。,39, 2025-2035 (2015) ·Zbl 1443.90158号
[10] Yang,D.,一阶可靠性方法数值不稳定性的混沌控制,Commun。非线性科学。,15, 3131-3141 (2010) ·Zbl 1222.65094号
[11] 李·G。;孟,Z。;Hu,H.,基于可靠性的设计优化的自适应混合方法,结构。多磁盘。最佳。,511051-1065(2015)
[12] Keshtegar,B。;Hao,P.,基于可靠性的设计优化的准确高效性能测量方法的混合下降平均值,计算。方法应用。机械。工程师,336,237-259(2018)·Zbl 1440.74268号
[13] Youn,B.D。;Choi,K.K。;Park,Y.H.,基于可靠性的设计优化的混合分析方法,J.Mech。设计。,125, 221-232 (2003)
[14] Yang,D。;Yi,P.,用于概率约束评估的性能度量方法的混沌控制,结构。多磁盘。最佳。,38, 83-92 (2009)
[15] 孟,Z。;李·G。;Yang,D。;Zhan,L.,一种用于一阶可靠性分析的混沌控制方向稳定性转换新方法,Struct。多磁盘。最佳。,55, 601-612 (2017)
[16] 郝,P。;Wang,Y。;刘,C。;王,B。;Wu,H.,一种使用增强混沌控制方法的新型非概率可靠性设计优化算法,计算。方法应用。机械。工程,318,572-593(2017)·Zbl 1439.74251号
[17] Der Kiureghian,A。;林海珍。;Hwang,S.J.,二阶可靠性近似,J.Eng.Mech。ASCE,1131208-1225(1987)
[18] Lim,J。;Lee,B。;Lee,I.,基于二阶可靠性方法的反可靠性分析,使用Hessian更新进行准确有效的基于可靠性的设计优化,国际。J.数字。方法工程,100773-792(2014)·Zbl 1352.74229号
[19] 李,I。;Choi,K.K。;杜,L。;Gorsich,D.,使用基于MPP的降维反分析方法进行非线性和多维系统基于可靠性的设计优化,计算。方法应用。机械。工程,198,14-27(2008)·Zbl 1194.74250号
[20] Lim,J。;Lee,B。;Lee,I.,使用基于重要性抽样及其随机敏感性分析的二阶可靠性方法进行准确有效的基于可靠性的设计优化后优化,国际。J.数字。方法工程,107,93-108(2015)·Zbl 1352.90028号
[21] 林,C.-Y。;黄,W.-H。;Jeng,M.-C。;Doong,J.-L.,基于蒙特卡罗模拟的装配公差分配模型研究,J.Mater。过程。技术。,70, 9-16 (1997)
[22] Papadrakakis,M。;Lagaros,N.D.,使用神经网络和蒙特卡罗模拟的基于可靠性的结构优化,计算。方法应用。机械。工程,191,3491-3507(2002)·Zbl 1101.74377号
[23] 医学博士麦凯。;贝克曼,R.J。;Conover,W.J.,在计算机代码输出分析中选择输入变量值的三种方法的比较,技术计量学,21239-245(1979)·Zbl 0415.62011号
[24] Park,J.-S.,计算机实验的最优拉丁超立方体设计,统计学杂志。计划。推理,39,95-111(1994)·Zbl 0803.62067号
[25] Melchers,R.E.,结构系统中的重要性抽样,结构。安全。,6, 3-10 (1989)
[26] John,H.,Monte Carlo Methods(2013),Springer Science&Business Media公司
[27] 江,C。;邱,H。;杨,Z。;Chen,L。;高,L。;Li,P.,基于代理的可靠性分析的一般故障预测抽样框架,Reliab。工程系统。安全。,183, 47-59 (2019)
[28] 伊藤,M。;Kim,N.H。;Kogiso,N.,基于可靠性的设计优化中认知不确定性的保守可靠性指数,结构。多磁盘。最佳。,1919年-1935年(2018年)
[29] Kiureghian,A.D。;迪特列夫森,O.,感召性还是认知性?这重要吗?,结构。安全。,31, 105-112 (2009)
[30] 李·G。;卢,Z。;李,L。;Ren,B.,基于非概率可靠性及其kriging解的警觉和认知不确定性分析,应用。数学。模型。(2016) ·Zbl 1465.62158号
[31] 月亮,M.-Y。;Choi,K.K。;高卢,N。;Lamb,D.,使用自举选择输入分布模型处理认知不确定性,用于基于信任的可靠性评估,J.Mech。设计。,141 (2019)
[32] 肖,M。;张杰。;高,L。;Lee,S。;Toghi Eshghi,A.,一种有效的基于Kriging的子集模拟方法,用于小失效概率随机变量和区间变量下的混合可靠性分析,Struct。多磁盘。最佳方案。(2019)
[33] Ben-Haim,Y.,可靠性的非概率概念,结构。安全。,14, 227-245 (1994)
[34] 江,C。;韩,X。;Lu,G.Y。;刘杰。;张,Z。;Bai,Y.C.,非概率凸模型的相关分析和相应的结构可靠性技术,计算。方法应用。机械。工程,2002528-2546(2011)·Zbl 1230.74240号
[35] 孟,Z。;胡,H。;Zhou,H.,超参数凸模型及其在基于非概率可靠性的设计优化中的应用,应用。数学。型号。,55, 354-370 (2018) ·Zbl 1480.90114号
[36] 孟,Z。;张,Z。;Zhou,H.,一种新的实验数据驱动的指数凸模型,用于不确定但有界参数的可靠性评估,应用。数学。型号。,7773-787(2020)·Zbl 1443.90157号
[37] 张,R。;Mahadevan,S.,基于可靠性的检验中的模型不确定性和贝叶斯更新,结构。安全。,22, 145-160 (2000)
[38] Xi,Z.,具有模型不确定性和参数不确定性的基于模型的可靠性分析,J.Mech。设计。,141 (2019)
[39] 江,C。;胡,Z。;刘,Y。;穆拉托斯,Z.P。;Gorsich,D。;Jayakumar,P.,《模型不确定性量化和减少的顺序校准和验证框架》,计算。方法应用。机械。工程,368,第113172条pp.(2020)·Zbl 1506.62267号
[40] 南卡罗来纳州Gunawan。;Papalambros,P.Y.,《不完全信息下基于可靠性的贝叶斯优化方法》,J.Mech。设计。,128, 909-918 (2006)
[41] Noh,Y。;Choi,K.K。;李,I。;Gorsich,D。;Lamb,D.,基于可靠性的设计优化,在有限的测试数据导致的输入模型不确定性下具有置信水平,结构。多磁盘。最佳。,43, 443-458 (2011) ·Zbl 1274.90121号
[42] Noh,Y。;Choi,K.K。;李,I。;Gorsich,D。;Lamb,D.,使用bootstrap方法对非高斯分布进行基于可靠性的置信水平设计优化,J.Mech。设计。,133 (2011)
[43] 桑卡拉拉曼,S。;Mahadevan,S.,基于似然数的认知不确定性表示,稀疏点数据和/或区间数据,Reliab。工程系统。安全。,96, 814-824 (2011)
[44] 桑卡拉拉曼,S。;Mahadevan,S.,稀疏和不精确数据导致的分布类型不确定性,机械。系统。信号处理。,37, 182-198 (2013)
[45] 桑卡拉拉曼,S。;Mahadevan,S.,《分离概率分布中变异性和参数不确定性的贡献》,Reliab。工程系统。安全。,112, 187-199 (2013)
[46] 月亮,M.-Y。;Cho,H。;Choi,K.K。;高卢,N。;兰姆,D。;Gorsich,D.,考虑有限数量的输入和输出测试数据的基于置信度的可靠性评估,Struct。多磁盘。最佳。,57, 2027-2043 (2018)
[47] Cho,H。;Choi,K.K。;新泽西州高卢。;李,I。;兰姆,D。;Gorsich,D.,输入数据不足的保守可靠性设计优化方法,结构。多磁盘。最佳。,54, 1609-1630 (2016)
[48] 荣格,Y。;Cho,H。;Lee,I.,在输入数据不足的情况下基于置信度的设计优化可靠性度量方法,Struct。多磁盘。最佳方案。(2019)
[49] Rosenblatt,M.,《关于多元变换的评论》,《数学年鉴》。统计,23,470-472(1952)·Zbl 0047.13104号
[50] Nataf,A.,《确定Donnees的边际分布》,C.R.Acad。科学。,225, 42-43 (1962) ·Zbl 0109.11904号
[51] 涂,J。;Choi,K.K。;Park,Y.H.,《基于可靠性的设计优化新研究》,J.Mech。设计。,121, 557-564 (1999)
[52] Lee,J.O.(Lee,J.O.)。;Yang,Y.S。;Ruy,W.S.,基于可靠性指数和目标性能的概率结构设计优化的比较研究,计算。结构。,80, 257-269 (2002)
[53] Breitung,K.,《多项式积分的渐近逼近》,J.Eng.Mech。ASCE,110,357-366(1984)·Zbl 0571.73100号
[54] 荣格,Y。;Cho,H。;Lee,I.,基于MPP的近似DRM(ADRM),使用带线性回归的简化二元近似,结构。多磁盘。最佳。,59, 1761-1773 (2019)
[55] 郝,P。;Wang,Y。;马·R。;刘,H。;王,B。;Li,G.,使用等几何分析的基于可靠性的新设计优化框架,计算。方法应用。机械。工程,345476-501(2019)·兹比尔1440.74267
[56] 陈,X。;哈塞尔曼,T。;Neill博士。;陈,X。;哈塞尔曼,T。;Neill,D.,实际应用中基于可靠性的结构设计优化,(第38届结构、结构动力学和材料会议(1997),美国航空航天研究所)
[57] Cho,H。;Choi,K.K。;Lamb,D.,《因输入变量和可变输入标准偏差下RBDO的灵敏度发展》,J.Mech。设计。,139 (2017)
[58] Svanberg,K.,移动渐近线方法——结构优化的一种新方法,国际。J.数字。方法工程,24,359-373(1987)·Zbl 0602.73091号
[59] 陈,Z。;彭,S。;李,X。;邱,H。;熊,H。;高,L。;Li,P.,使用kriging模型进行基于可靠性的设计优化的一种重要边界采样方法,Struct。多磁盘。最佳。,52, 55-70 (2015)
[60] I.Lee,K.K.Choi,D.Gorsich,为基于抽样的RBDO效率将高可靠性模型转换为低可靠性模型的等效标准差,载于:国际设计工程技术会议和工程中的计算机和信息会议,2011年,第1127-1138页。
[61] Wang,Y。;郝,P。;郭,Z。;刘,D。;Gao,Q.,通过缩小搜索区域对具有多个设计点的复杂问题进行基于可靠性的设计优化,J.Mech。设计。,142 (2020)
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