Snabb sannolikhetsintegration
Snabb sannolikhetsintegration ( FPI ) är en metod för att bestämma sannolikheten för en klass av händelser, särskilt en felhändelse, som är snabbare att utföra än Monte Carlo-analys . Den används där ett stort antal tidsvarierande variabler bidrar till ett systems tillförlitlighet. Metoden föreslogs av Wen och Chen 1987.
För en enkel felanalys med en stressvariabel kommer det att finnas en tidsvariant felbarriär, , bortom vilken systemet kommer att misslyckas. Detta enkla fall kan ha en deterministisk lösning, men för mer komplexa system, såsom sprickanalys av en stor struktur, kan det finnas ett mycket stort antal variabler, till exempel på grund av det stora antalet sätt som en spricka kan fortplanta sig på. I många fall är det omöjligt att ta fram en deterministisk lösning även när de individuella variablerna alla är individuellt deterministiska. I detta fall definierar man en probabilistisk brottbarriäryta, , över spänningsvariablernas vektorrymd .
Om brottbarriärkorsningar antas överensstämma med Poisson-räkningsprocessen kan ett uttryck för maximalt troligt brott utvecklas för varje spänningsvariabel. Den totala sannolikheten för misslyckande erhålls genom medelvärdesberäkning (det vill säga integrering ) över hela det variabla vektorutrymmet. FPI är en metod för att approximera denna integral. Indata till FPI är ett tidsvariant uttryck, men utdata är tidsinvariant, vilket gör att det kan lösas med första ordningens tillförlitlighetsmetod (FORM) eller andra ordningens tillförlitlighetsmetod (SORM).
Ett FPI-paket ingår som en del av kärnmodulerna i den NASA -designade NESSUS- mjukvaran. Den användes ursprungligen för att analysera risker och osäkerheter angående rymdfärjans huvudmotor, men används nu mycket mer allmänt i en mängd olika branscher.
Bibliografi
- Beck, André T.; Melchers, Robert E., "Fatigue and fraktur reliability analysis under random loading", s. 2201–2204 i, Bathe, KJ (red), Proceedings of the Second MIT Conference on Computational Fluid and Solid Mechanics 17–20 juni 2003, Elsevier, 2003 ISBN 008052947X .
- Murthy, Pappu LN; Mital, Subodh K.; Shah, Ashwin R., "Designverktyg utvecklat för probabilistisk modellering av keramisk matriskompositstyrka", s. 127–128 i, Research & Technology 1998 , NASA Lewis Research Center, 1999.
- Riha, David S.; Thacker, Ben H.; Huyse, Luc J.; Enright, Mike P.; Waldhart, Chris J.; Francis, W. Loren; Nicolella, Daniel P.; Hudak, Stephen J.; Liang, Wuwei; Fitch, Simeon HK, "Tillämpningar av tillförlitlighetsbedömning för flyg-, bil-, bioteknik- och vapensystem", kap. 1 in, Nikolaidis, Efstratios; Ghiocel, Dan M.; Singhal, Suren, Engineering Design Reliability Applications: For the Aerospace, Automotive and Ship Industries , CRC Press, 2007 ISBN 1420051334 .
- Shah, AR; Shiao, MC; Nagpal, VK; Chamis, CC, Probabilistic Evaluation of Uncertainties and Risks in Aerospace Components , NASA Technical Memorandum 105603, mars 1992.
- Wen, YK; Chen, HC, "Om snabb integration för tidsvariant strukturell tillförlitlighet", Probabalistic Engineering Mechanics, vol. 2, iss. 3, s. 156–162, september 1987.