PL
 |
EN
Nowa wersja platformy, zawierająca wyłącznie zasoby pełnotekstowe, jest już dostępna.
Przejdź na https://bibliotekanauki.pl
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 7

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
Content available remote A method to improve design reliability using optimal Latin hypercube sampling
100%
Stocki R.
Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences
|
2005
|
tom Vol. 12, No. 4
393-411
EN
In the paper an algorithm for design reliability improvement is proposed. Its key part consists in the computation of the correlations between constraint functions and design variables which are subsequently used to find the new design iteration. It is shown that the optimal Latin hypercube (OLH) sampling provides an extremely efficient technique for assessing the values of correlation coefficients. Since finding the large OLH designs is not a trivial task, a study on the OLH generation algorithms was performed. Two algorithms were found to be particularly effective, namely, the columnwise-pairwise algorithm and the genetic algorithm. The presented strategy proves to be especially useful when alternative gradient-based methods cannot be used, which is often the case for computationally expensive problems involving noisy and highly non-linear responses. The method is best suited for problems where the probability of failure for the initial design is large and the main interest is to find a more reliable design rather than the optimal one in the sense of reliability-based optimization. The method is illustrated with two numerical examples. One model example and one concerning the problem of thin-walled beam crash.
2
Content available remote Analiza niezawodności i optymalizacja odpornościowa złożonych konstrukcji i procesów technologicznych
100%
Stocki R.
Prace Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN
|
2010
|
tom nr 2
3-337
PL
Za główny cel pracy należy uznać opracowanie sformułowań teoretycznych oraz algorytmów numerycznych, które umożliwiają analizę stochastyczną złożonych konstrukcji i procesów technologicznych. Przez analizę stochastyczną rozumieć będziemy tu szereg zagadnień, a w szczególności: o analizę losowego charakteru odpowiedzi układów konstrukcyjnych, wy- znaczenie parametrów rozkładu prawdopodobieństwa odpowiedzi, o analizę niezawodności, tj. oszacowanie prawdopodobieństwa awarii konstrukcji, bądź procesu technologicznego, o optymalizację odpornościową, gdzie oprócz wartości średnich wybranych kryteriów minimalizuje się wariancje tych kryteriów. Podkreślenie, iż opisana analiza stochastyczna dotyczyć ma złożonych konstrukcji i procesów służy w istocie zaakcentowaniu konieczności opracowania wyspecjalizowanych, nieklasycznych metod rozwiązania. Jako przykłady zaawansowanych zagadnień mechaniki, które uznać można za reprezentatywne dla złożoności obliczeniowej współcześnie przeprowadzanych analiz numerycznych, wybrano zagadnienia wytrzymałości zderzeniowej elementów konstrukcji pojazdów oraz proces głębokiego tłoczenia blachy. Jakościowy charakter odpowiedzi tego typu konstrukcji modelowany również będzie za pomocą szeregu specjalnie dobranych przykładów analitycznych, jak również mniejszych, testowych zadań mechaniki konstrukcji. Pomimo nieustannego postępu techniki komputerowej, sam wzrost mocy obliczeniowej nie jest wystarczającym środkiem do zapewnienia "ekspansji" analizy stochastycznej na nowe, niedostępne dotychczas obszary zastosowań. W dalszym ciągu, szczególnie gdy problemy mechaniki reprezentowane są przy pomocy złożonych modeli MES, użycie klasycznych metod symulacji Monte Carlo wiąże się z ogromnym nakładem obliczeniowym. W większości przypadków dodatkowy koszt generowany przez analizę stochastyczną jest niewspółmiernie wysoki, co podważa zasadność przeprowadzania tego typu pogłębionej analizy. Z drugiej strony, np. w analizie niezawodności złożonych konstrukcji i procesów technologicznych, najczęściej nie jest możliwe bezpośrednie zastosowanie bardziej efektywnych metod oszacowania wartości prawdopodobieństwa awarii, takich które wykorzystują koncepcję punktu projektowego. Użycie gradientowych algorytmów lokalizacji punktu projektowego w analizie niezawodności elementów absorbujących energię zderzeń, skazane jest z góry na niepowodzenie. Funkcje graniczne, z którymi ma się tam do czynienia, zazwyczaj nie są różniczkowalne, a obserwowany numeryczny szum skutecznie utrudnia zastosowanie jakichkolwiek metod niesymulacyjnych. Nieróżniczkowalne, a jednocześnie kosztowne obliczeniowo, są także funkcje celu i funkcje ograniczeń zadania optymalizacji odpornościowej. Wszystko to sprawia, że niezbędnym składnikiem efektywnej analizy stochastycznej złożonych konstrukcji są wyspecjalizowane algorytmy, które nie są wrażliwe na silnie nieliniowy charakter odpowiedzi konstrukcji, a jednocześnie są w stanie wykorzystać możliwości przetwarzania równoległego oferowane przez współczesne komputery. W niniejszej pracy szczególny nacisk położony zostanie na następujące elementy budowanych algorytmów: o Efektywne symulacyjne metody analizy losowego rozrzutu odpowiedzi konstrukcji. Zastosowane będą metody typu "descriptive sampling", wykorzystujące koncepcję łacińskiej hiperkostki oraz optymalnej łacińskiej hiperkostki. Metody te łączą dobrą efektywność estymacji momentów statystycznych funkcji losowych z małą wrażliwością na charakter zmienności tych funkcji oraz na typy rozkładów prawdopodobieństwa zmiennych losowych. Użyte zostaną efektywne algorytmy tworzenia optymalnych hiperkostek (ang. optimal Latin hypercube - OLH). o Nowoczesne techniki aproksymacji nieliniowych funkcji wielu zmiennych (metody powierzchni odpowiedzi). Wykorzystywane będą przede wszystkim: metoda ważonej liniowej regresji oraz metoda krigingu. To właśnie metoda krigingu, obok efektywnych technik symulacji losowych, stanowić będzie kluczowy element algorytmu rozwiązania zadania optymalizacji odpornościowej. Jako dominujący plan eksperymentów używany będzie plan punktów generowanych przez optymalne łacińskie hiperkostki. o Wykorzystanie rozwiązań niewrażliwych na szum numeryczny, charakterystyczny dla jawnego schematu całkowania równań ruchu oraz algorytmów kontaktu stosowanych w modelach MES. Jest to niezbędny warunek zapewnienia zbieżności zarówno algorytmów analizy niezawodności jak też optymalizacji odpornościowej. Ponadto, dodatkowym celem autora było bliższe przedstawienie koncepcji optymalizacji odpornościowej. Ten typ optymalizacji jest jeszcze ciągle mało znany, szczególnie w polskiej literaturze, i czasami mylony z optymalizacją nie- zawodnościową. Nawet zaproponowana przez autora nazwa "optymalizacja odpornościowa" nie jest jeszcze powszechnie przyjętym tłumaczeniem angielskiego terminu robust optimization. Mając to na uwadze, w niniejszej pracy podjęto próbę usystematyzowania wiedzy na temat alternatywnych sformułowań zadania niedeterministycznej optymalizacji konstrukcji. Przedstawione będą sformułowania oraz zaproponowane zostaną strategie rozwiązania zadania optymalizacji odpornościowej. Wszystkie rozwijane w pracy metody zaimplementowano w obiektowo zorientowanym programie STAND, który współtworzony jest przez autora w ramach badań prowadzonych w Pracowni Niezawodności i Optymalizacji IPPT PAN. Efektywne tworzenie dużego programu do analizy stochastycznej konstrukcji, przeznaczonego zarówno do analizy niezawodności jak i optymalizacji odpornościowej, a także zadanie jego integracji z zewnętrznymi pakietami obliczeniowy- mi MES, stanowią ciekawe i nietrywialne problemy informatyczne. Zagadnienia te, o niebagatelnym znaczeniu w praktyce, zostaną w pracy szczegółowo omówione. Zaproponowanych będzie szereg rozwiązań programistycznych dotyczących architektury kodu programu STAND.
3
Content available remote Interactive methodology for reliability-based structural design and optimization
51%
Stocki R. , Siemaszko R. , Kleiber M.
Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences
|
1999
|
tom Vol. 6, No. 1
40-62
EN
Recent advances in reliability methods, optimization as well as design sensitivity analysis have resulted in development of computational systems supporting RBDO processes for medium/large structures. For RBDO the efficiency problems are critical and in order to get the optimum design a number of fast approximate methods have been recently proposed. These methods, tested for rather small problems, show acceptable accuracy and speed up computations considerably. However, when applied in the automated way to medium/large scale problems they may cause severe convergence problems or lead to poor local minimum after expensive computations. Instead of an automated optimization procedure, an interactive approach is proposed. Implemented in the POLSAP-RBO system it allows to combine effective interactive design methods with wisual capabilities to efficiently generate optimum design. Benchmark studies of an offshore jacket structure show efficiency of the interactive approach which employs integration, approximation and reduction techniques for maximizing efficiency of RBDO.
4
Content available remote Scatter assessment of rotating system vibrations due to uncertain residual unbalances and bearing properties
51%
Stocki R. , Lasota R. , Tauzowski P. , Szolc T.
Computer Assisted Methods in Engineering and Science
|
2012
|
tom Vol. 19, no. 2
95-120
EN
The main objective of the presented study is an evaluation of the effectiveness of various methods for estimating statistics of rotor-shaft vibration responses. The computational effectiveness as well as the accuracy of statistical moment estimation are essential for e?cient robust design optimization of the rotor-shaft systems. The compared methods include sampling techniques, the perturbation approach, the dimension reduction method and the polynomial chaos expansion method. For comparison, two problems of the rotor-shaft vibration analysis are considered: a typical single-span rotor-shaft of the eight-stage centrifugal compressor driven by the electric motor and a large multi-bearing rotor-shaft system of the steam turbo-generator. The most important reason for the observed scatter of the rotor-shaft vibration responses is the inherently random nature of residual unbalances as well as stiffeness and damping properties of the journal bearings. A proper representation of these uncertain parameters leads to multidimensional stochastic models. It was found that methods that provide a satisfactory balance between the estimation accuracy and computational effectiveness are sampling techniques. On the other hand, methods based on Taylor series expansion in most of the analyzed cases fail to approximate the rotor-shaft response statistics.
5
Content available Polynomial chaos expansion method in estimating probability distribution of rotor-shaft dynamic responses
51%
Lasota R. , Stocki R. , Tauzowski P. , Szolc T.
Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences
|
2015
|
tom Vol. 63, nr 2
413--422
EN
The main purpose of the study is an assessment of computational efficiency of selected numerical methods for estimation of vibrational response statistics of a large multi-bearing turbo-generator rotor-shaft system. The effective estimation of the probability distribution of structural responses is essential for robust design optimization and reliability analysis of such systems. The analyzed scatter of responses is caused by random residual unbalances as well as random stiffness and damping parameters of the journal bearings. A proper representation of these uncertain parameters leads to multidimensional stochastic models. Three estimation techniques are compared: Monte Carlo sampling, Latin hypercube sampling and the sparse polynomial chaos expansion method. Based on the estimated values of the first four statistical moments the probability density function of the maximal vibration amplitude is evaluated by the maximal entropy principle method. The method is inherently suited for an accurate representation of the probability density functions with an exponential behavior, which appears to be characteristic for the investigated rotor-shaft responses. Performing multiple numerical tests for a range of sample sizes it was found that the sparse polynomial chaos method provides the best balance between the accuracy and computational effectiveness in estimating the unknown probability distribution of the maximal vibration amplitude.
6
NUMPRESS − integrated computer system for analysis and optimization of industrial sheet metal forming processes
32%
Kowalczyk P. , Rojek J. , Stocki R. , Bednarek T. , Tauzowski P. , Lasota R. , Lumelskyy D. , Wawrzyk K.
|
|
tom Vol. 81, nr 1
55--63
EN
The NUMPRESS System has been developed in IPPT PAN as a result of a project financially supported by European Regional Development Fund (within the Innovative Economy Programme) and is dedicated to small and middle enterprises dealing with sheet metal forming. The program consists of (i) an analytical module for analysis of forming processes with the finite element method, (ii) an optimization module controlling execution of the analytical module and performing optimization with respect to selected process parameters, in both deterministic and robust formulation, (iii) a reliability analysis module controlling execution of the analytical module to assess how random distribution of design parameters affects forming results, and (iv) a graphical user interface enabling communication between modules and easy definition of design parameters and optimization criteria. The analytical module consists of two independent programs up to the user’s choice: NUMPRESS-Flow, a faster and less accurate program for implicit quasi-static analysis of rigid-viscoplastic shells (based on the flow approach) and NUMPRESS-Explicit, a program for explicit dynamical analysis of elastic-plastic and elastic-viscoplastic shells. Both programs are interfaced to a well-known commercial graphical pre- and p ostprocessor GiD. Fundamentals of formulations employed in the system and numerical examples are presented in the paper.
PL
System NUMPRESS został utworzony w IPPT PAN w ramach projektu finansowanego przez MRR ze środków Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka i jest dedykowany dla małych i średnich przedsiębiorstw z branży tłoczenia blach. Program składa się z modułu analitycznego, służącego do analizy głębokiego tłoczenia blach metodą elementów skończonych, modułu optymalizacyjnego, sterujący wywołaniami modułu analitycznego i przeprowadzającego optymalizację wybranych parametrów wejściowych, zarówno w tradycyjnym rozumieniu deterministycznym, jak również tzw. optymalizację odpornościową (robust optimization), modułu niezawodnościowego, sterującego wywołaniami modułu analitycznego w celu określenia wpływu losowego rozrzutu wartości parametrów projektowych na końcowy kształt wytłoczki, oraz interfejsu umożliwiającego komunikowanie się modułu optymalizacyjnego z modułem analitycznym oraz wygodne definiowanie parametrów projektowych i kryteriów optymalizacji. W ramach modułu analitycznego użytkownik ma możliwość wyboru jednego z dwóch programów: szybszego i mniej dokładnego programu do analizy quasi-statycznej powłok sztywno-lepkoplastycznych, wykorzystującego tzw. metodę prędkościową, oraz programu do analizy dynamicznej powłok sprężysto-plastycznych i sprężysto-lepkoplastycznych, wykorzystującego jawne sformułowanie dynamiki. Oba programy są przystosowane do współpracy z komercyjnym pre- i postprocesorem graficznym GiD. W artykule przedstawiono podstawy sformułowań wykorzystanych w algorytmach obliczeniowych oraz przykłady obliczeniowe zastosowań systemu.
7
Content available Polynomial chaos expansion method in estimating probability distribution of rotor-shaft dynamic responses
32%
Lasota R. , Szolc T. , Stocki R. , Tauzowski P.
|
2015
|
nr 2
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.