ارائه یک روش جدید و موثر شبیه سازی جهت آنالیز حساسیت و طراحی سازه ها بر مبنای قابلیت اطمینان
Abstract
در سال¬های اخیر، طراحی بهینه بر اساس قابلیت اطمینان (rbdo) به یک موضوع مهم و مورد توجه پژوهشگران سازه تبدیل شده است. هدفِ این نوع طراحی، تعیینِ طرحی است که علاوه بر اقتصادی بودن در حضور عدم قطعیت¬های احتمالی ایمن نیز باشد. اغلب روش¬های rbdo موجود، بر اساس مفاهیم موجود در روش¬های مرتبه اول قابلیت اطمینان (form) بنا شده¬اند. دلیل این امر، ساده بودن تخمین ایمنیِ سازه در این روش در مقایسه با سایر روش¬ها از جمله روش¬های شبیه¬سازی می¬باشد. اما استفاده از روش form در مسائل طراحی که دارای قیدهای قابلیت اطمینان غیرخطی هستند، ممکن است به ارائه یک پاسخ نادرست و یا عدم همگراییِ روش rbdo به پاسخ ختم شود. از طرف دیگر، استفاده از روش¬های متداولِ شبیه¬سازی در فرآیند طراحی نیز معمولا وقت¬گیر بوده و یا استفاده از آنها نیازمند در اختیار داشتن دانش و مهارت قابلیت اطمینان بالا است. در مطالعه حاضر، یک روش جدید شبیه¬سازی ارائه شده است که در کنار سادگی، برخی از محدودیت¬های موجود در سایر روش¬های شبیه¬سازی را نیز برطرف نموده است. این روش همچنین توانایی ارائه نقطه با بیشترین احتمال خرابی (mpp) را با مفهومی متفاوت از مفهوم ارائه شده در روش form داراست. توانایی¬های روش با ارائه یک روش جدید آنالیز حساسیت بر مبنی قابلیت اطمینان و یک روش جدید اندازه¬گیری اهمیت متغیرهای تصادفی گسترش یافته است. در نهایت، یک استراتژی انعطاف¬پذیرِ موثر جهتِ درهم¬آمیختنِ روش شبیه¬سازی پیشنهادی و فرآیند جستجو ارائه شده است که فرصتِ تعیین پاسخ بهینه را با انجامِ تنها یک¬بار عملیات شبیه¬سازی فراهم می-سازد. روش طراحیِ انعطاف¬پذیر پیشنهادی توانایی حل مسائل غیرخطی با درجات بالا را داشته و دارای یک ویژگی انعطاف¬پذیر منحصر به فرد است که از آن با عنوان ویژگی انعطاف¬پذیری وزنی یاد می¬شود. این ویژگی به طراح کمک می¬کند تا تنها از نتایج حاصله از یک¬بار عملیات شبیه¬سازی، چندین سطح از پاسخ¬های طراحی را زمانی که: سطح ایمنیِ هدفِ قید¬های طراحی، تابع هزینه و تعداد یا تابع چگالی احتمال متغیرها تصادفی تغییر یافته است، فراهم سازد. توانایی و دقت چهار روش پیشنهادی با حل چندین مسئله ریاضی و نیز مسائل کاربردی مهندسی ارزیابی شده و با نتایج سایر روش¬های متناظر مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج بیانگر دقت و توانمندی این روش¬ها برای مسائل قابلیت اطمینان با درجات غیرخطی بالا است.