Basaga, Hasan Basri;Bayraktar, Alemdar;Kaymaz, Irfan
Structural Engineering and Mechanics
/
v.42
no.2
/
pp.175-189
/
2012
This paper presents an algorithm for structural reliability with the response surface method. For this aim, an approach with three stages is proposed named as improved response surface method. In the algorithm, firstly, a quadratic approximate function is formed and design point is determined with First Order Reliability Method. Secondly, a point close to the exact limit state function is searched using the design point. Lastly, vector projected method is used to generate the sample points and Second Order Reliability Method is performed to obtain reliability index and probability of failure. Five numerical examples are selected to illustrate the proposed algorithm. The limit state functions of three examples (cantilever beam, highly nonlinear limit state function and dynamic response of an oscillator) are defined explicitly and the others (frame and truss structures) are defined implicitly. ANSYS finite element program is utilized to obtain the response of the structures which are needed in the reliability analysis of implicit limit state functions. The results (reliability index, probability of failure and limit state function evaluations) obtained from the improved response surface are compared with those of Monte Carlo Simulation, First Order Reliability Method, Second Order Reliability Method and Classical Response Surface Method. According to the results, proposed algorithm gives better results for both reliability index and limit state function evaluations.
Kim, Dong-Hyawn;Lee, Gee-Nam;Lee, Yongjei;Lee, Il-Keun
Wind and Structures
/
v.21
no.6
/
pp.609-623
/
2015
Seismic reliability analysis of a jacket-type support structure for an offshore wind turbine was performed. When defining the limit state function by using the dynamic response of the support structure, a number of dynamic calculations must be performed in a First-Order Reliability Method (FORM). That means analysis costs become too high. In this paper, a new reliability analysis approach using a static response is used. The dynamic effect of the response is considered by introducing a new parameter called the Peak Response Factor (PRF). The probability distribution of PRF can be estimated by using the peak value in the dynamic response. The probability distribution of the PRF was obtained by analyzing dynamic responses during a set of ground motions. A numerical example is presented to compare the proposed approach with the conventional static response-based approach.
Journal of Korean Institute of Industrial Engineers
/
v.36
no.4
/
pp.212-218
/
2010
This paper shows accuracy comparison results of reliability estimation methods for one-shot systems with respect to sample sizes. To compare accuracy in reliability estimation methods, quantal-response data, characterizing one-shot systems, were simulated using failure times of LED obtained through the accelerated life test, and then the true reliability over time was evaluated using the failure times. The simulated quantal-response data were used to estimate the true reliability through applying reliability estimation methods in open literature. Accuracy of each reliability estimation method was compared in terms of both SSE (Sum of Squared Error) and MSE (Mean Squared Error), and then estimation trend for each method is found. Feasible bounds which true reliability would exist within were estimated through applying the found trends to quantal-response data set of a real weapon system.
Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
/
v.13
no.6
/
pp.982-989
/
2010
This paper shows accuracy comparison results of reliability estimation methods for one-shot systems such as ammunitions. Quantal-response data, following a binomial distribution at each sampling time, characterizes lifetimes of one-shot systems. Various quantal-response data of different sample sizes are simulated using lifetime data randomly sampled from assumed weibull distributions with different shape parameters but the identical scale parameter in this paper. Then, reliability estimation methods in open literature are applied to the simulated quantal-response data to estimate true reliability over time. Rankings in estimation accuracy for different sample sizes are determined using t-test of SSE. Furthermore, MSE at each time, including both bias and variance of estimated reliability metrics for each method are analyzed to investigate how much both bias and variance contribute the SSE. From the MSE analysis, MSE provides reliability estimation trend for each method. Parametric estimation method provides more accurate reliability estimation results than the other methods for most of sample sizes.
A seismic reliability analysis of the jacket-type support structure for an offshore wind turbine was performed. When defining the limit state function using the dynamic response of the support structure, numerous dynamic calculations should be performedin an approach like the FORM (first-order reliability method). This causes a substantial increase in the analysis cost. Therefore, in this paper, a new reliability analysis approach using the static response is used. The dynamic effect of the response is considered by introducing a new parameter called the peak response factor (PRF). The probability distribution of the PRF could be estimated using the peak value of the dynamic response. The probability distribution of the PRF was obtained for a set of ground motions. A numerical example is considered to compare the proposed approach with the conventional static-response-based approach.
This paper develops a probabilistic methodology for the seismic reliability analysis of structures with random properties. The earthquake loading is assumed to be described in terms of response spectra. The proposed methodology takes advantage of the response spectra and thus does not require explicit dynamic analysis of the actual structure. Uncertainties in the structural properties (e.g. member cross-sections, modulus of elasticity, member strengths, mass and damping) as well as in the seismic load (due to uncertainty associated with the earthquake load specification) are considered. The structural reliability is estimated by determining the failure probability or the reliability index associated with a performance function that defines safe and unsafe domains. The structural failure is estimated using a performance function that evaluates whether the maximum displacement has been exceeded. Numerical illustrations of reliability analysis of elastic and elastic-plastic single-story frame structures are presented first. The extension of the proposed method to elastic multi-degree-of-freedom uncertain structures is also studied and a solved example is provided.
For the conventional computational methods for structural reliability analysis, the common limitations are long computational time, large number of iteration and low accuracy. Thus, a new novel method for structural reliability analysis has been proposed in this paper based on response surface method incorporated with an improved genetic algorithm. The genetic algorithm is first improved from the conventional genetic algorithm. Then, it is used to produce the response surface and the structural reliability is finally computed using the proposed method. The proposed method can be used to compute structural reliability easily whether the limit state function is explicit or implicit. It has been verified by two practical engineering cases that the algorithm is simple, robust, high accuracy and fast computation.
Reliability analysis techniques combining with various surrogate models have attracted increasing attention because of their accuracy and great efficiency. However, they primarily focus on the structures with continuous response, while very rare researches on the reliability analysis for structures with discontinuous response are carried out. Furthermore, existing adaptive reliability analysis methods based on importance sampling (IS) still have some intractable defects when dealing with small failure probability, and there is no related research on reliability analysis for structures involving discontinuous response and small failure probability. Therefore, this paper proposes a novel reliability analysis method called AGPC-IS for such structures, which combines adaptive Gaussian process classification (GPC) and adaptive-kernel-density-estimation-based IS. In AGPC-IS, an efficient adaptive strategy for design of experiments (DoE), taking into consideration the classification uncertainty, the sampling uniformity and the regional classification accuracy improvement, is developed with the purpose of improving the accuracy of Gaussian process classifier. The adaptive kernel density estimation is introduced for constructing the quasi-optimal density function of IS. In addition, a novel and more precise stopping criterion is also developed from the perspective of the stability of failure probability estimation. The efficiency, superiority and practicability of AGPC-IS are verified by three examples.
Reliability analysis of composite structures considering random variation of involved parameters is quite important as composite materials revealed large statistical variations in their mechanical properties. The reliability analysis of such structures by the first order reliability method (FORM) and Monte Carlo Simulation (MCS) based approach involves repetitive evaluations of performance function. The response surface method (RSM) based metamodeling technique has emerged as an effective solution to such problems. In the application of metamodeling for uncertainty quantification and reliability analysis of composite structures; the finite element model is usually formulated by either classical laminate theory or first order shear deformation theory. But such theories show significant error in calculating the structural responses of composite structures. The present study attempted to apply the RSM based MCS for reliability analysis of composite shell structures where the surrogate model is constructed using higher order shear deformation theory (HSDT) of composite structures considering the uncertainties in the material properties, load, ply thickness and radius of curvature of the shell structure. The sensitivity of responses of the shell is also obtained by RSM and finite element method based direct approach to elucidate the advantages of RSM for response sensitivity analysis. The reliability results obtained by the proposed RSM based MCS and FORM are compared with the accurate reliability analysis results obtained by the direct MCS by considering two numerical examples.
Transmission tower is a vital component in electrical system. In order to accurately compute the dynamic response and reliability of transmission tower under the excitation of wind loading, a new method termed as probability density evolution method (PDEM) is introduced in the paper. The PDEM had been proved to be of high accuracy and efficiency in most kinds of stochastic structural analysis. Consequently, it is very hopeful for the above needs to apply the PDEM in dynamic response of wind-excited transmission towers. Meanwhile, this paper explores the wind stochastic field from stochastic Fourier spectrum. Based on this new viewpoint, the basic random parameters of the wind stochastic field, the roughness length $z_0$ and the mean wind velocity at 10 m heigh $U_{10}$, as well as their probability density functions, are investigated. A latticed steel transmission tower subject to wind loading is studied in detail. It is shown that not only the statistic quantities of the dynamic response, but also the instantaneous PDF of the response and the time varying reliability can be worked out by the proposed method. The results demonstrate that the PDEM is feasible and efficient in the dynamic response and reliability analysis of wind-excited transmission towers.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.