Reliability-based design optimization (RBDO) aims at determination of the optimal design in the presence of uncertainty. The available Single-Loop approaches for RBDO are based on the First-Order Reliability Method (FORM) for the computation of the probability of failure, along with different approximations in order to avoid the expensive inner loop aiming at finding the Most Probable Point (MPP). However, the use of FORM in RBDO may not lead to sufficient accuracy depending on the degree of nonlinearity of the limit-state function. This is demonstrated for an extensively studied reliability-based design for vehicle crashworthiness problem solved in this paper, where all RBDO methods based on FORM strongly violates the probabilistic constraints. The Response Surface Single Loop (RSSL) method for RBDO is proposed based on the higher order probability computation for quadratic models previously presented by the authors. The RSSL-method bypasses the concept of an MPP and has high accuracy and efficiency. The method can solve problems with both constant and varying standard deviation of design variables and is particularly well suited for typical industrial applications where general quadratic response surface models can be used. If the quadratic response surface models of the deterministic constraints are valid in the whole region of interest, the method becomes a true single loop method with accuracy higher than traditional SORM. In other cases, quadratic response surface models are fitted to the deterministic constraints around the deterministic solution and the RBDO problem is solved using the proposed single loop method.


翻译:以可靠性为基础的设计优化(RBDO)旨在确定在存在不确定性的情况下的最佳设计。RBDO的现有单一功能设计方法基于计算失败概率的“一级-轨道-可靠性”方法(FORM),以及不同的近似值,以避免昂贵的内部循环,目的是寻找最可探测点(MPP)。然而,在RBDO中使用FORM可能不会导致足够的准确性,这取决于限制状态功能的不线性程度。这表现为对本文中解决的车辆失能问题进行了广泛研究的基于可靠性的设计,其中所有基于FORM的RBDO方法都严重违背了概率限制。RBDO的应对表单层单一功能(RSSL)方法是根据以前由作者介绍的四分位模型的更高顺序概率计算而提出的。RBDO的应对方法可能绕过MPP概念的概念,具有很高的准确性和效率。该方法可以解决设计变量经常和不同标准偏差的问题,并且特别适合典型的工业应用,因为基于FORMM的常规二次反应模型,因此,可以确定单一的地面反应模型。如果采用Sirmrodial roim roim roim roim 方法,那么,则可以确定单一的另一种方法,则可以确定整个的地面反应方法。

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