%37تخفیف

دانلود پروژه:آنالیز حساسیت قابلیت اعتماد سازه ها به روش شبیه سازی مونت کارلو

تعداد 125 صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir

دانشکده فنی و مهندسی

عنوان

آنالیز حساسیت قابلیت اعتماد سازه ها به روش شبیه سازی مونت کارلو

چکيده

احتمال گسیختگی سازه ها یکی از موضوعات اصلی در مهندسی سازه می باشد این موضوع می تواند  به وسیله تئوری قابلیت اطمینان سازه ها مورد بررسی قرار گیرد. عملکرد هر سازه را می توان توسط تابعی از متغیرهای تصادفی اصلی سازه به نام تابع حالت حدی بیان نمود. که مقدار صفر آن بیانگر حالت حدی ( مرز بین ایمنی و گسیختگی) می باشد و مقدار مثبت آن بیانگر ایمنی و مقدار منفی بیانگر گسیختگی سازه می باشد. تشخیص میزان اثرگذاری پارامترهای آماری متغیر تصادفی مسائل مهندسی عمران  بر احتمال خرابی سازه از اهمیت زیادی برخوردار می باشد.

برای بیان این اثرگذاری ها از پارامترهای حساسیت استفاده می شود. به منظور محاسبه پارامترهای حساسیت روش های مختلفی  وجود دارد از جمله می توان به روش های ممانی و روش های شبیه سازی اشاره کرد. در روش های ممانی از بسط سری تیلور به منظور تقریب زدن تابع حالت حدی استفاده می گردد. همان گونه که مشخص است ضعف اساسی این روش نیاز  به فرم ریاضی تابع حالت حدی می باشد که در بسیاری از موارد  نمی توان فرم ریاضی تابع حالت حدی را برای مسائل مهندسی عمران تعیین نمود به عنوان مثال زمانی که از نرم افزارهای اجزای محدودی به منظور تحلیل سازه استفاده می گردد نمی توان پاسخ مسئله را به صورت یک تابع ریاضی مطرح کرد. در این پژوهش از آنالیز مونت کارلو به منظور تعیین پارامتر های حساسیت مسائل مختلف مهندسی عمران استفاده می گردد  و سعی می شود با ارائه راهکارهای مناسب زمان محاسباتی در آنالیز مونت کارلو را کاهش دهیم. همچنین با بررسی مسائل مختلف مهندسی عمران پارامترهای موثرتر بر احتمال خرابی را تعیین می نماییم.

واژه‌هاي كليدي: قابلیت اعتماد، آنالیز حساسیت، شبیه سازی مونت کارلو

فهرست مطالب

فصل 1: مقدمه  1

1-1- مقدمه. 2

1-2- تعریف مسئله. 3

1-3- سابقه تحقیق… 4

1-4- فرضیات تحقیق… 7

1-5- اهداف پیش بینی شده دراین پایان نامه. 7

1-6- ساختار پایان نامه. 7

فصل 2: مروري بر منابع  9

2-1- مقدمه. 10

2-2- عدم  قطعيت…. 11

2-2-1- منابع عدم قطعيت…. 12

2-2-2- طبقه بندي عدم قطعيت ها 12

2-3- تعریف قابلیت اعتماد. 14

2-4- مزایا و معایب قابلیت اعتماد. 15

2-5- ارکان قابلیت اعتماد. 16

2-6- محاسبه احتمال شکست با استفاده از شاخص قابلیت اعتماد. 16

2-6-1- مفهوم شاخص قابلیت اعتماد. 17

2-7- تحلیل قابلیت اعتماد برای حاشیه ایمنی خطی… 19

2-8- گام های تحلیل قابلیت اعتماد سازه. 21

2-9- روش های قابلیت اعتماد سازه. 23

2-10- مدل طراحی… 24

2-11- تعابیر احتمال شکست…. 25

2-11-1- احتمال شکست…. 25

2-12- پیدایش الگوریتم ژنتیک…. 32

2-13- ایده الگوریتم ژنتیک…. 34

2-14- پیش زمینه بیولوژیکی… 35

2-15- توصیف پایه ایی الگوریتم ژنتیک…. 36

2-16- عملگرهای الگوریتم ژنتیک…. 37

2-16-1- کدگذاری کروموزوم ها(encoding). 37

2-16-2- انتخاب (selection) 40

2-16-3- تبادل(crossover)   42

2-16-4- جهش(mutation) 46

2-17- پارامترهای الگوریتم ژنتیک 47

فصل 3: روش تحقيق   49

3-1- مقدمه. 50

3-2- شبیه سازی… 51

3-3- آنالیز مونت کارلو.. 54

3-3-2- تعداد نمونه ها 57

3-3-3- جوانب مختلف روش مونت کارلو.. 58

3-3-4- روش های کاهش واریانس…. 59

3-3-5- روش نمونه گیری با اهمیت ( Importance Sampling Method). 61

3-4- قابلیت اعتمادمرتبه اول (FORM). 64

3-4-1- مقدمه. 64

3-4-2- بیان احتمال خرابی… 66

3-5- قابلیت اعتماد مرتبه دوم (SORM). 69

3-6- آنالیز حساسیت…. 69

3-6-1- تعریف آنالیز حساسیت…. 69

3-6-2- آنالیز حساسیت قابلیت اعتماد بازه ای… 78

3-7- قابلیت اعتماد سازه  در فرم بازه ای (Interval form). 81

3-7-2- آنالیز حساسیت به فرم  بازه ای  با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو.. 89

3-7-3- آنالیز حساسیت قابلیت اعتماد بازه ای با استفاده از الگوریتم ژنتیک…. 92

فصل 4: نتايج و تفسير آنها 94

4-1- مقدمه. 95

4-2- محاسبه شاخص قابلیت اعتماد با استفاده از قابلیت اعتماد مرتبه اول(FORM)  95

4-2-1- حاشیه ایمنی خطی (تابع حالت حدی خطی). 95

4-2-2- تابع حالت حدی غیر خطی… 96

4-3- محاسبه آنالیز حساسیت بااستفاده از شبیه سازی مونت کارلو.. 99

4-3-1- تابع حالت حدی درجه دو. 99

4-3-2- تابع حالت حدی با درجه غیر خطی بالا.. 100

4-4- مقایسه محاسبه آنالیز حساسیت با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو ، قابلیت اعتماد مرتبه اول و قابلیت اعتماد مرتبه اول در نقطه میانگین… 102

4-4-1- تابع حالت حدی ریاضی… 102

4-4-2- سازه ای (تغییر مکان تیر). 104

4-5- مقایسه روش های آنالیز حساسیت با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو و الگوریتم ژنتیک     106

4-5-1- مثال تحلیلی… 107

4-5-2- درایو هارمونیک…. 109

4-5-3- تیر. 112

4-5-4- آچار. 115

فصل 5: جمع‌بندي و پيشنهادها 117

5-1- مقدمه. 118

5-2- نتایج… 118

5-3- پیشنهادات… 119

مراجع  120

 

فهرست اشکال

شکل (2-1) نمایش شاخص کرنل… 17

شکل (2-2) نمایش شاخص قابلیت اعتماد و احتمال شکست. ، تابع چگالی احتمال استاندارد نرمال است. 21

شکل (2-3) گام های تحلیل قابلیت اعتماد. 22

شکل (2-4) تابع شکست در حالت اساسی… 26

شکل (2-5) نمایش سه بعدی  برای یک توزیع گوسی از دو متغیر وابسته RوS. 28

شکل (2-6) نمایش  توسط منحنی های چگالی هم احتمال… 28

شکل (2-7) توزیع RوS: شکل اولیه ….. 30

شکل (2-8) توزیع RوS: شکل  دوم ….. 31

شکل (2-9) انتخاب چرخ رولت…. 40

شکل (2-10) انتخاب رتبه بندی… 41

شکل (2-11) تبادل تک نقطه ایی… 43

شکل (2-12) تبادل دو نقطه ایی… 43

شکل (2-13) تبادل حسابگر. 44

شکل (2-14) جهش…. 46

شکل (3-1) تابع چگالی متغیر تصادفی و تابع چگالی نمونه گیری… 63

شکل (3-2) تابع چگالی نمونه گیری… 64

شکل (3-3) تابع توزیع تجمعی از پارامتر X.. 80

شکل (3-4) تابع حالت حدی و خطی سازه شده با دو متغیر تصادفی… 85

شکل (3-5) فلوچارت الگوریتم پیشنهادی (  میانگین یا انحراف معیار می باشد). 93

شکل (4-1) یک تیر پیوسته سه دهانه تحت اثر بار گسترده یکنواخت…. 104

شکل (4-2) درایو هارمونیک…. 109

شکل (4-3) تیر  ساده تحت بار متمرکز p. 112

شکل (4-4) آچار. 115

شکل (4-5) آنالیز اجزا محدودی آچار. 115

 

فهرست جداول

جدول (3-1) نتایج شبیه سازی با N=1000 تکرار. 52

جدول (3-2) نتایج شبیه سازی ماتریس واریانس- کوواریانس با N=1000 تکرار. 53

جدول (4-1) شاخص قابلیت اعتماد. 98

جدول (4-2) متغیر های تصادفی و پارامتر های  آنها 99

جدول (4-3) حساسیت قابلیت اعتماد. 100

جدول (4-4) متغیر های تصادفی و پارامتر هایشان.. 100

جدول (4-5) نتایج آنالیز حساسیت…. 101

جدول (4-6) متغیرهای تصادفی و پارامترهای آن ها برای مثال ریاضی… 103

جدول (4-7) احتمال خرابی و نتایج آنالیز حساسیت برای مثال ریاضی… 103

جدول (4-8) پارامترهای متغیرهای تصادفی مثال سازه ای… 104

جدول (4-9) مقادیر به دست آمده برای نقاط طراحی و مقادیر میانگین مثال سازه ای… 105

جدول (4-10) احتمال خرابی و نتایج آنالیز حساسیت مثال سازه ای… 105

جدول (4-11) جزئیات پارامترهای توزیع متغیرهای تصادفی… 107

جدول (4-12) مقایسه نتایح آنالیز حساسیت روش پیشنهادی با کلاسیک…. 109

جدول (4-13) جزئیات مربوط به پارامترهایس توزیع متغیرهای تصادفی… 110

جدول (4-14) مقایسه نتایح آنالیز حساسیت روش پیشنهادی با کلاسیک…. 111

جدول (4-15) جزئیات مربوط به توزیع متغیرهای تصادفی… 113

جدول (4-16) مقایسه نتایح آنالیز حساسیت روش پیشنهادی با کلاسیک…. 114

جدول (4-17) جزئیات مربوط به پارامترهای توزیع متغیرهای تصادفی… 116

جدول (4-18) مقایسه نتایح آنالیز حساسیت روش پیشنهادی با کلاسیک…. 116

 

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo