A nonlinear statistical approach for damping uncertainty propagation in structural dynamics

• Autorzy: Tiliouine B. , Chemali B.

Identyfikatory

DOI

10.1515/ace-2015-0048

Warianty tytułu

PL

Nieliniowe modelowanie statystyczne niepewności tłumienia w dynamice konstrukcyjnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The object of the present study is to investigate the influence of damping uncertainty and statistical correlation on the dynamic response of structures with random damping parameters in the neighbourhood of a resonant frequency. A Non-Linear Statistical model (NLSM) is successfully demonstrated to predict the probabilistic response of an industrial building structure with correlated random damping. A practical computational technique to generate first and second-order sensitivity derivatives is presented and the validity of the predicted statistical moments is checked by traditional Monte Carlo simulation. Simulation results show the effectiveness of the NLSM to estimate uncertainty propagation in structural dynamics. In addition, it is demonstrated that the uncertainty in damping indeed influences the system response with the effects being more pronounced for lightly damped structures, higher variability and higher statistical correlation of damping parameters.

PL

Nieliniowy Model Statystyczny (NLSM) jest opracowany, aby skutecznie rozpowszechniać niepewność tłumienia w analizach dynamicznych, w celu przewidywania statystyki drugiego rzędu dla probabilistycznej odpowiedzi konstrukcji ze skorelowanymi parametrami tłumienia. Waga tłumienia losowego ze skorelowanymi parametrami oraz ich wpływ na wrażliwość szczytowej odpowiedzi konstrukcyjnej, omawiane są w świetle znaczących zakresów niepewności tłumienia oraz współczynników korelacji. Dodatkowo, wpływ korelacji statystycznej tłumienia na granice przybliżenia Liniowego Modelu Statystycznego (LSM) oraz na NLSM badany jest za pomocą Symulacji Monte Carlo.

Słowa kluczowe

EN

structure dynamics; uncertainty; dynamic response; Monte Carlo simulation; nonlinear model; statistical model

PL

dynamika konstrukcji; niepewność; odpowiedź dynamiczna; symulacja Monte Carlo; model nieliniowy; model statystyczny

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 62, nr 1
• Strony: 11--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Tiliouine B.

• Ecole Nationale Polytechnique, Department of Civil Engineering, Algiers, Algeria

autor

Chemali B.

• Ecole Nationale Polytechnique, Department of Civil Engineering, Algiers, Algeria

Bibliografia

• 1. A. Kareem, K. Gurley, “Damping in structures: evaluation and treatment of uncertainty”, Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics 59: 131-157, 1996.
• 2. J. Q. Fang, Q. S. Li, A. P. Jeary , D. K. Liu, “Damping of tall buildings: its evaluation and probabilistic characteristics”, Structural Design of Tall Buildings 8: 145-153, 1999.
• 3. T. Mochio, M. Kondo, H. Sekiya, and H. Ibe, Stochastic seismic response analysis of structures with uncertain parameters. Mitsubishi Tech. Bull. 198, Mitsubishi Heavy Industries. Ltd, Tokyo. 1992
• 4. E. Vanmarcke, M. Shinozuka, S. Nakagiri, G. I. Schueller, M. Grigoriu, “Random fields and stochastic finite elements”, Structural Safety 3: 143-166, 1986.
• 5. R. W. Clough, J. Penzien, “Dynamics of Structures”. third ed. New York: Computers and Structures, 2003.
• 6. M.E. Harr, “Reliability based design in civil engineering”. New York: Dover Publications, 1997.
• 7. J. R. Benjamin, C. A. Cornell, “Probability, Statistics, and Decision for Civil Engineers”. New York: Dover Publications, 2014.
• 8. A. Genz, “Numerical computation of multivariate normal probabilities”, Journal of Computational and Graphical Statistics 1: 27-28, 1992.
• 9. B. Tiliouine, and B. Chemali, “On the Sensitivity of Dynamic Response of Structures with Random Damping”, Proc. 21st . French Congress on Mechanics, Bordeaux, France 2013.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.