Yüksek Emniyetli Mekanik Sistemlerin Yanıt Yüzey Destekli Kuyruk Modelleme Yöntemiyle Güvenilirlik Tahmini

Abstract

Tail modeling method is a popular method for predicting reliability of highly safe mechanical systems. In classical tail modeling, only the limit-state values that belong to the tail part are used in tail model fitting, so majority of limit-state evaluations are wasted. This paper proposes response surface (RS) assisted tail modeling (RSATM) technique, where the limit-state evaluations are steered towards the tail part by using RS to reduce the amount of wasted data. The overall computational cost of RSATM is composed of two components: the cost related to RS model construction, and the cost related to tail modeling. To increase the accuracy of the RSATM, the computational budget should be allocated in a proper way. Two structural mechanics example problems are used to investigate the computational budget allocation in RSATM. It is found that the number of limit-state function evaluations allocated for RS construction can be limited between 1.5 and 2 times the number of coefficients in the RS model, and the rest of the computational budget can be allocated to tail modeling.

Kuyruk modelleme yöntemi yüksek emniyetli mekanik sistemlerin güvenilirlik tahmininde kullanılan popüler bir yöntemdir. Klasik kuyruk modelleme yönteminde, kuyruk modeli oluşturulurken sadece dağılımın kuyruk bölgesine denk gelen sınır durum fonksiyonu verileri kullanılırken, arta kalan sınır durum fonksiyonu verileri ise boşa gider. Bu çalışmada, boşa giden veri miktarının azaltılması amacıyla, sınır durum fonksiyonu hesaplamalarının yanıt yüzey (YY) modeli kullanılarak kuyruk bölgesine yönlendirilmesi esasına dayanan yanıt yüzey destekli kuyruk modelleme (YYDKM) yöntemi önerilmiştir. YYDKM yönteminin hesap maliyetinin iki bileşeni bulunmaktadır: YY modeli oluşturmakla ilgili hesap maliyeti ve kuyruk modellemesiyle ilgili hesap maliyeti. YYDKM yönteminin doğruluğunun artırılması için hesap bütçesinin iki bileşen arasında uygun bir şekilde tahsis edilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, iki adet yapısal mekanik örnek problemi üzerinde hesap bütçesinin iki bileşen arasında tahsisi incelenmiştir. YY oluşturmak için tahsis edilen sınır durum fonksiyonu hesabı sayısının YY modelindeki katsayı adetinin 1.5 ile 2 katı arasında olmasının ve bu maliyetten arta kalan hesap bütçesinin kuyruk modellemesi için tahsis edilmesinin uygun olduğu görülmüştür.