Yüksek Emniyetli Mekanik Sistemlerin Yanıt Yüzey Destekli Kuyruk Modelleme Yöntemiyle Güvenilirlik Tahmini
Yıl: 2018 Cilt: 6 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 481 - 491 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.29109/gujsc.323116 İndeks Tarihi: 24-02-2020
Yüksek Emniyetli Mekanik Sistemlerin Yanıt Yüzey Destekli Kuyruk Modelleme Yöntemiyle Güvenilirlik Tahmini
Öz: Kuyruk modelleme yöntemi yüksek emniyetli mekanik sistemlerin güvenilirlik tahminindekullanılan popüler bir yöntemdir. Klasik kuyruk modelleme yönteminde, kuyruk modelioluşturulurken sadece dağılımın kuyruk bölgesine denk gelen sınır durum fonksiyonu verilerikullanılırken, arta kalan sınır durum fonksiyonu verileri ise boşa gider. Bu çalışmada, boşagiden veri miktarının azaltılması amacıyla, sınır durum fonksiyonu hesaplamalarının yanıtyüzey (YY) modeli kullanılarak kuyruk bölgesine yönlendirilmesi esasına dayanan yanıt yüzeydestekli kuyruk modelleme (YYDKM) yöntemi önerilmiştir. YYDKM yönteminin hesapmaliyetinin iki bileşeni bulunmaktadır: YY modeli oluşturmakla ilgili hesap maliyeti ve kuyrukmodellemesiyle ilgili hesap maliyeti. YYDKM yönteminin doğruluğunun artırılması için hesapbütçesinin iki bileşen arasında uygun bir şekilde tahsis edilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada,iki adet yapısal mekanik örnek problemi üzerinde hesap bütçesinin iki bileşen arasında tahsisiincelenmiştir. YY oluşturmak için tahsis edilen sınır durum fonksiyonu hesabı sayısının YYmodelindeki katsayı adetinin 1.5 ile 2 katı arasında olmasının ve bu maliyetten arta kalan hesapbütçesinin kuyruk modellemesi için tahsis edilmesinin uygun olduğu görülmüştür.
Anahtar Kelime: Reliability Prediction Of Highly Safe Mechanical Systems Using Response Surface Assisted Tail Modeling
Öz: Tail modeling method is a popular method for predicting reliability of highly safe mechanical systems. In classical tail modeling, only the limit-state values that belong to the tail part are used in tail model fitting, so majority of limit-state evaluations are wasted. This paper proposes response surface (RS) assisted tail modeling (RSATM) technique, where the limit-state evaluations are steered towards the tail part by using RS to reduce the amount of wasted data. The overall computational cost of RSATM is composed of two components: the cost related to RS model construction, and the cost related to tail modeling. To increase the accuracy of the RSATM, the computational budget should be allocated in a proper way. Two structural mechanics example problems are used to investigate the computational budget allocation in RSATM. It is found that the number of limit-state function evaluations allocated for RS construction can be limited between 1.5 and 2 times the number of coefficients in the RS model, and the rest of the computational budget can be allocated to tail modeling.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- Hasofer, A.M., Lind, N.C., “Exact and Invariant Second-Moment Code Format,” ASCE Journal of Engineering Mechanics Division, 100 (1974) 111–121.
- Fissler, B., Neumann, H.J., Rackwitz, R., “Quadratic Limit States in Structural Reliability,” ASCE Journal of the Engineering Mechanics Division, 105 (1979) 661-676.
- Hohenbichler, M., Gollwitzer, S., Kruse, W., Rackwitz, R., “New Light on First and Second-Order Reliability Methods,” Structural Safety, 4: 4 (1987) 267-284.
- Wu, Y.T., Millwater, H.R., Cruse, T.A. “Advanced Probabilistic Structural Analysis Method for Implicit Performance Functions”, AIAA Journal, 28: 9 (1990) 1663-1669.
- Yamazaki, F., Shinozuka, M., “Neumann expansion for stochastic finite element analysis,” Journal of Engineering Mechanics, 114 (1988) 1335–1354.
- Rosenblueth, E., “Point Estimates for Probability Moments,” Applied Mathematical Modeling, 5 (1981) 329–335.
- Seo, H.S., Kwak, B.M., “Efficient Statistical Tolerance Analysis for General Distributions Using Three-Point Information,” International Journal of Production Research, 40: 4 (2002) 931–944.
- Sakamoto, J., Mori, Y., Sekioka, T., “Probability Analysis Method using Fast Fourier Transform and its Application”, Structural Safety, 19: 1 (1997) 21-36.
- Adduri, P.R., Penmetsa, R.C., “Fast Fourier Transform Based System Reliability Analysis,” International Journal of Reliability and Safety, 1: 3 (2007) 239-259.
- Acar, E., Rais-Rohani, M., Eamon, C.D., "Reliability Estimation Using Univariate Dimension Reduction and Extended Generalized Lambda Distribution, Handbook of Fitting Statistical Distributions with R, Editör: Karian Z.A., Dudewicz, E.J., CRC Press, 2010.
- Rubinstein, R.Y., Simulation and the Monte Carlo Method, Wiley, New York, NY, 1981.
- Melchers, R.E., “Importance Sampling in Structural Systems,” Structural Safety, 6 (1989) 3-10.
- Wu, Y.T., “Computational Methods for Efficient Structural Reliability and Reliability Sensitivity Analysis,” AIAA Journal, 32: 8 (1994) 1717-1723.
- Nie, J., Ellingwood, B.R., “Directional Methods for Structural Reliability Analysis,” Structural Safety, 22 (2000) 233-249.
- Au, S.K., Beck, J., “Estimation of small failure probabilities in high dimensions by subset simulation,” Probabilistic Engineering Mechanics, 16 (2001) 263–277.
- Castillo, E., Extreme Value Theory in Engineering, Academic Press, San Diego, CA, 1988.
- Maes, M.A., Breitung, K., “Reliability-Based Tail Estimation,” Proceedings of the IUTAM Symposium on Probabilistic Structural Mechanics (Advances in Structural Reliability Methods), San Antonio, TX, 335-346, 1993.
- Caers, J., Maes, M., “Identifying Tails, Bounds, and End-Points of Random Variables,” Structural Safety, 20 (1998) 1-23.
- Kim, N.H., Ramu, P., Queipo, N.V., “Tail Modeling in Reliability-Based Design Optimization for Highly Safe Structural Systems,” 47th AIAA/ASME/ASCE/ AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, Newport, RI, Paper No: AIAA 2006-1825, 2006.
- Ramu, P., Kim, N.H., Haftka, R.T., “Multiple Tail Median Approach for High Reliability Estimation,” Structural Safety, 32: 2 (2010) 124-137.
- Macdonald, A.E, “Extreme Value Mixture Modeling with Medical and Industrial Applications,” PhD thesis, University of Canterbury, New Zealand, 2011.
- Lam, H., Mottet, C., “Simulating Tail Events with Unspecified Tail Models,” Proceedings of the 2015 Winter Simulation Conference, Huntington Beach, CA, 392-402, 2015.
- Lim, W., Lee, T.H., Kang, S., Cho, S., “Estimation of Body and Tail Distribution Under Extreme Events for Reliability Analysis,” Structural and Multidisciplinary Optimization, 54: 6 (2016) 1631- 1639.
- Ramu, P., Krishna, M., 2012, "A Variable-fidelity and Convex Hull Approach for Reliability Estimates in Tail Modeling," 14th AIAA/ISSMO Multidisciplinary Analysis and Optimization Conference, Indianapolis, IN, Paper No: AIAA 2012-5628, 2012.
- Acar, E., "Guided Tail Modeling for Efficient and Accurate Reliability Estimation of Highly Safe Mechanical Systems," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 225: 5 (2011) 1237-1251.
- Rahman, S., Xu, H., "A Univariate Dimension Reduction Method for Multi-dimensional Integration in Stochastic Mechanics," Probabilistic Engineering Mechanics, 19 (2004) 393-408.
- Karian, Z.E., Dudewicz, E.J., McDonald, P., "The Extended Generalized Lambda Distribution System for Fitting Distributions to Data: History, Completion of Theory, Tables, Applications, The “Final Word” on Moment Fits," Communications in Statistics - Computation and Simulation, 25: 3 (1996) 611-642.
- Boos, D., "Using extreme value theory to estimate large percentiles," Technometrics, 26: 1 (1984) 33-39.
- Hasofer, A., “Non-Parametric Estimation of Failure Probabilities,” Mathematical Models for Structural Reliability, Editör: Casciati, F., Roberts, B., CRC Press, Boca Raton, FL, 195-226, 1996.
- Stocki, R., Lasota, R., Tauzowski, P., Szolc, T., “Scatter assessment of rotating system vibrations due to uncertain residual unbalances and bearing properties,” Computer Assisted Methods in Engineering and Science, 19: 2 (2012) 95-120.
- Lee, T.W., Kwak, B.M., “A Reliability-Based Optimal Design Using Advanced First Order Second Moment Method,” Mechanics of Structures and Machines, 15: 4 (1987) 523-542.
- Kumar S., Pippy, R.J., Acar, E., Kim, N.H, Haftka, R.T., “Approximate probabilistic optimization using exact-capacity-approximate-response-distribution (ECARD),” Structural and Multidisciplinary Optimization, 38 (2009) 613-626.
| APA | Acar E (2018). Yüksek Emniyetli Mekanik Sistemlerin Yanıt Yüzey Destekli Kuyruk Modelleme Yöntemiyle Güvenilirlik Tahmini. , 481 - 491. 10.29109/gujsc.323116 |
| Chicago | Acar Erdem Yüksek Emniyetli Mekanik Sistemlerin Yanıt Yüzey Destekli Kuyruk Modelleme Yöntemiyle Güvenilirlik Tahmini. (2018): 481 - 491. 10.29109/gujsc.323116 |
| MLA | Acar Erdem Yüksek Emniyetli Mekanik Sistemlerin Yanıt Yüzey Destekli Kuyruk Modelleme Yöntemiyle Güvenilirlik Tahmini. , 2018, ss.481 - 491. 10.29109/gujsc.323116 |
| AMA | Acar E Yüksek Emniyetli Mekanik Sistemlerin Yanıt Yüzey Destekli Kuyruk Modelleme Yöntemiyle Güvenilirlik Tahmini. . 2018; 481 - 491. 10.29109/gujsc.323116 |
| Vancouver | Acar E Yüksek Emniyetli Mekanik Sistemlerin Yanıt Yüzey Destekli Kuyruk Modelleme Yöntemiyle Güvenilirlik Tahmini. . 2018; 481 - 491. 10.29109/gujsc.323116 |
| IEEE | Acar E "Yüksek Emniyetli Mekanik Sistemlerin Yanıt Yüzey Destekli Kuyruk Modelleme Yöntemiyle Güvenilirlik Tahmini." , ss.481 - 491, 2018. 10.29109/gujsc.323116 |
| ISNAD | Acar, Erdem. "Yüksek Emniyetli Mekanik Sistemlerin Yanıt Yüzey Destekli Kuyruk Modelleme Yöntemiyle Güvenilirlik Tahmini". (2018), 481-491. https://doi.org/10.29109/gujsc.323116 |
| APA | Acar E (2018). Yüksek Emniyetli Mekanik Sistemlerin Yanıt Yüzey Destekli Kuyruk Modelleme Yöntemiyle Güvenilirlik Tahmini. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 6(3), 481 - 491. 10.29109/gujsc.323116 |
| Chicago | Acar Erdem Yüksek Emniyetli Mekanik Sistemlerin Yanıt Yüzey Destekli Kuyruk Modelleme Yöntemiyle Güvenilirlik Tahmini. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 6, no.3 (2018): 481 - 491. 10.29109/gujsc.323116 |
| MLA | Acar Erdem Yüksek Emniyetli Mekanik Sistemlerin Yanıt Yüzey Destekli Kuyruk Modelleme Yöntemiyle Güvenilirlik Tahmini. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, vol.6, no.3, 2018, ss.481 - 491. 10.29109/gujsc.323116 |
| AMA | Acar E Yüksek Emniyetli Mekanik Sistemlerin Yanıt Yüzey Destekli Kuyruk Modelleme Yöntemiyle Güvenilirlik Tahmini. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2018; 6(3): 481 - 491. 10.29109/gujsc.323116 |
| Vancouver | Acar E Yüksek Emniyetli Mekanik Sistemlerin Yanıt Yüzey Destekli Kuyruk Modelleme Yöntemiyle Güvenilirlik Tahmini. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2018; 6(3): 481 - 491. 10.29109/gujsc.323116 |
| IEEE | Acar E "Yüksek Emniyetli Mekanik Sistemlerin Yanıt Yüzey Destekli Kuyruk Modelleme Yöntemiyle Güvenilirlik Tahmini." Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 6, ss.481 - 491, 2018. 10.29109/gujsc.323116 |
| ISNAD | Acar, Erdem. "Yüksek Emniyetli Mekanik Sistemlerin Yanıt Yüzey Destekli Kuyruk Modelleme Yöntemiyle Güvenilirlik Tahmini". Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 6/3 (2018), 481-491. https://doi.org/10.29109/gujsc.323116 |
