پديد آورنده :
موسوي، صدرالدين
عنوان :
تحليل عدم قطعيت و تخمين قابليت اطمينان از روش جبر فازي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي مكانيك
صفحه شمار :
چهارده، 97ص.: مصور
استاد راهنما :
سعيد بهبهاني
توصيفگر ها :
روش برش هاي آلفا , روش برش هاي آلفاي اصلاح شده , روش هاي برش هاي آلفاي تركيبي
استاد داور :
محمد دانش، رضا تكيني
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/06/01
چكيده فارسي :
1 چكيده عدم قطعيتهاي موجود در پارامترهاي يك سيستم مهندسي باعث ميشود كه خروجي آن توزيعي آماري پيدا كند در صورتي كه طراحي سيستم بر اساس مقادير نامي پارامترها انجام شود حتي با احتساب ضريب ايمني باال احتمال خرابي صفر نخواهد شد و ممكن است پس از ساخت و قرارگيري در شرايط واقعي مشاهده شود كه معيارهاي عملكردي مورد نظر در برخي از محصوالت برآورده نشده است بنابراين در طراحي سيستمهاي حساس الزم است تحليل انتشار عدم قطعيت به منظور آناليز قابليت اطمينان و رسيدن به ميزان خاص و معيني از احتمال خرابي انجام شود تاكنون روشهاي عددي زيادي براي تحليل انتشار عدم قطعيت در چهارچوب آماري مطرح شده است استفاده از روشهاي آماري مستلزم در دسترس بودن اطالعات كافي و شناخت كامل و صحيح رفتار سيستم است در صورتي كه اطالعات موجود ناكافي و مبهم باشند و شناخت كافي از رفتار سيستم نداشته باشيم نيازمند استفاده از تئوري فازي براي تحليل اين اطالعات هستيم هدف اصلي اين پژوهش استفاده از تئوري مجموعههاي فازي در تحليل انتشار عدم قطعيت به منظور بررسي تأثير آن بر كارايي و قابليت اطمينان سيستم است هدف ديگر نيز استفاده از روشهاي پيشنهاد شده در سنجش قابليت اطمينان با زمان و تخمين عمر است يكي از روشهاي عددي فازي متداول براي تحليل عدم قطعيت روش برشهاي آلفا است با وجود اينكه روش برشهاي آلفا از نظر هزينه محاسباتي بسيار به صرفه است اما در مسائل غير خطي كه پارامترهاي ورودي حساسيت زيادي داشته و تأثيرات متقابل آنها زياد است دقت پاييني دارد مشكل ديگر اين روش آن است كه با ريزتر شدن گسستهسازي متغيرهاي ورودي خروجي به پاسخ صحيح همگرا نخواهد شد به همين جهت استفاده از اين روش به مسائل كم اهميت و به منظور تخمين از قابليت اطمينان در چرخه طراحي محدود شده است در اين پژوهش با تغيير دادن نحوه گسستهسازي و اصل توسعه مورد استفاده براي تركيب متغيرهاي گسستهسازي شده نسبت به روش برشهاي آلفا روش برشهاي آلفاي اصالح شده پيشنهاد شده است روش پيشنهاد شده توصيف فازي از روش مونتكارلوي گسسته بوده و با ريزتر كردن گسسته سازي پارامترها خروجي آن به پاسخ صحيح همگرا ميشود حجم محاسبات در اين روش با افزايش تعداد متغيرهاي ورودي به صورت نمايي افزايش مييابد بنابراين پيادهسازي اين روش تنها در مسائلي كه پارامترهاي عدم قطعيت آنها كم و محدود باشد به صرفه است نتايج حاصل از روش شبيهسازي مونتكارلو به عنوان پاسخ صحيح در نظر گرفته شد براي صحت سنجي نتايج خروجي روش اصالح شده با نتايج دو روش برشهاي آلفا و شبيهسازي مونتكارلو مقايسه شد نتايج حاكي از آن بودند كه روش اصالح شده با افزايش حجم محاسبات به ميزان معقول دقت تخمين پاسخ صحيح را نسبت به روش برشهاي آلفا تا حد زيادي افزايش داده و نتايج قابل اعتمادي ميدهد براي حل مشكل حجم محاسبات روش اصالح شده در ادامه اين پژوهش روش برشهاي تركيبي بر مبناي دو روش برشهاي آلفاي متداول و اصالح شده معرفي شده است اين روش براي مسائلي كه پارامترهاي داراي عدم قطعيت آن زياد بوده ولي تعداد محدودي از آنها حساسيت و اثرات متقابل باال دارند مناسب است طبق اين روش پس از گسستهسازي متغيرهاي ورودي متغيرها به دو گروه حساستر و معمولي تقسيم ميشوند سپس براي تركيب متغيرهاي حساستر از روش برشهاي آلفا اصالح شده و براي تركيب متغيرهاي با حساسيت كمتر از روش برشهاي آلفاي متداول استفاده ميشود براي تركيب دو دسته نيز از عملگرهاي جبر فازي مورد استفاده در روش اصالح شده استفاده ميشود دقت اين روش براي تخمين خروجي در مسئلههاي با تعداد متغيرهاي حساس و داراي تأثيرات متقابل زياد كم ميشود در ادامه روشهاي پيشنهاد شده بر روي مسائل متنوع مهندسي پياده شد نتايج حاكي از آن بودند كه روشهاي پيشنهاد شده با افزايش حجم محاسبات به ميزان معقول دقت تخمين را تا حد زيادي باال برده و پاسخ قابل اطميناني ميدهد در نهايت كاربرد روشهاي پيشنهاد شده در مسئله متغير با زمان به كاربرده شد بدين ترتيب با لحاظ كردن عدم قطعيت سيستم و خطاي مدل تخمين رشد ترك عمر باقي مانده سيستم با يك قابليت اطمينان معين پيشبيني شد نتايج با روش مونتكارلو مقايسه شده و تطابق آنها نشان داده شد كلمات كليدي تحليل عدم قطعيت آناليز قابليت اطمينان روش برشهاي آلفا روش برشهاي آلفاي اصالح شده روش برشهاي آلفاي تركيبي جبر فازي
چكيده انگليسي :
99 Uncertainty Analysis and Reliability Estimation Using Fuzzy Algebra Seyed Sadredin Mousavi Sadredin mousavi@me iut ac ir Date of Submission 2016 06 21 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Farsi Supervisor Saeed Behbahani behbahani@cc iut ac irAbstractOutput of an engineering system has a distribution due to its parameters uncertainty Therefore probability offailure will not be zero even by applying a high safety factor in a nominal design which cause some cases tofail in some given criterion after fabrication and test in the real world Therefore it is necessary to implementan uncertainty analysis and reliability estimation in order to achieve a certain level of reliability and probabilityof failure especially during the design of consequential systems While many numerical methods have beendeveloped for uncertainty propagation in probabilistic framework much less has been discussed in thenonprobabilistic framework which is important whenever one does not possess sufficient data or knowledgeof the underlying systems The main goal of this thesis is to apply fuzzy algebra to model uncertainty and theirpropagation through complex physical systems in order to quantify their effects on performance and reliability The secondary goal of this thesis is to apply the proposed fuzzy approaches in time varying systems in orderto assess their remaining life with a certain level of reliability In particular this thesis develops fuzzy numericalmethods by modification of conventional cut method with the aim of attaining high and reliable accuracy cut method is very efficient from computational effort points of view but it has less accuracy in cases withhigh nonlinear effects and high mutual correlation between its parameters In addition estimation accuracywill not improve to a reliable level with the increase in mesh number of discretization Therefore implementation of cut method is confined to several applications such as finite element analysis Modified cut method is proposed which is a fuzzy representation of discretized monte carlo approach in uncertaintyquantification Therefore with the increase in the mesh number of discretization estimated output distributionwill tend to exact solution Despite the cut method modified method discretized the input distribution in apartitioned way and uses different extension principle Unfortunately computational cost in the modified cut method will exponentially increase with the increase in the number of uncertain input variables Modified cut method has a good accuracy and performance in systems which have little number of uncertainparameters as illustrated in several case studies in the thesis Monte carlo simulation is applied on each problemand its results is considered as exact solution of the problem Results of Modified cut method is compared to cut method and results obtained from monte carlo simulation as verification which shows that Modified cut method increases the accuracy of estimation with increase in the computational cost reasonably Thenhybrid cut method is proposed for analyzing systems with many uncertain parameters The hybrid approachis based on two cut method and modified cut method In this method input parameters are divided intotwo groups due to their sensitivity and nonlinearity and discretized parameters combine in two inner and outerloop The parameters with higher level of sensitivity will combine with modified cut method in inner loop and the parameters in the other group will combine with cut method in outer loop Finally results willcombine and assemble using operators of modified cut method Hybrid cut method has a good accuracyand performance in systems which have many uncertain parameters but little number of uncertain parametershas a high level of sensitivity as illustrated in several case studies in the thesis Results of Hybrid approach iscompared with cut method and monte carlo simulation as ve
استاد راهنما :
سعيد بهبهاني
استاد داور :
محمد دانش، رضا تكيني
