A new adaptive response surface method for reliability analysis

Response surface method is a convenient tool to assess reliability for a wide range of structural mechanical problems. More specifically, adaptive schemes which consist in iteratively refine the experimental design close to the limit state have received much attention. However, it is generally difficult to take into account a lot of variables and to well handle approximation error. The method, proposed in this paper, addresses these points using sparse response surface and a relevant criterion for results accuracy. For this purpose, a response surface is built from an initial Latin Hypercube Sampling (LHS) where the most significant terms are chosen from statistical criteria and cross-validation method. At each step, LHS is refined in a region of interest defined with respect to an importance level on probability density in the design point. Two convergence criteria are used in the procedure: The first one concerns localization of the region and the second one the response surface quality. Finally, a bootstrap method is used to determine the influence of the response error on the estimated probability of failure. This method is applied to several examples and results are discussed

Reliability approach in spacecraft structures

This paper presents an application of the probabilistic approach with reliability assessment on a spacecraft structure. The adopted strategy uses meta-modeling with first and second order polynomial functions. This method aims at minimizing computational time while giving relevant results. The first part focuses on computational tools employed in the strategy development. The second part presents a spacecraft application. The purpose is to highlight benefits of the probabilistic approach compared with the current deterministic one. From examples of reliability assessment we show some advantages which could be found in industrial applications

Analyse de la fiabilité d’une structure spatiale

L’analyse de la fiabilité des grandes structures est difficile car le nombre de variables aléatoires d’entrée et le nombre de réponses à traiter sont généralement grands. Lorsque le comportement mécanique de la structure n’est pas fortement non-linéaire, les surfaces de réponse présentent des outils intéressants pour évaluer la fiabilité. Ce papier expose une stratégie de résolution appliquée à une structure spatiale. Elle consiste à simplifier le problème initial dans le but de conserver l’information essentielle. Pour cela, la réduction s’appuie sur la sélection des variables les plus pertinentes. Un indicateur d’erreur est utilisé pour valider la précision des résultats. Des tirages de Monte Carlo viennent corroborer certains résultats

Approche fiabiliste pour l’optimisation locale d’un problème couplé fluide-structure

Le projet OSYCAF (Optimisation d’un Système Couplé fluide/structure représentant une Aile Flexible) a pour objectif de proposer une méthodologie d’optimisation multidisciplinaire dans un contexte aéronautique. Plus précisément, il s’agit d’optimiser une aile d’avion en tenant compte des interactions fluide-structure. Les modèles de mécanique des fluides et des structures sont des disciplines devant communiquer entre elles et avec l’optimiseur global. L’optimisation est réalisée sur deux niveaux : par rapport aux paramètres globaux, communs aux deux disciplines, et par rapport aux paramètres locaux, propres à chacune. Le travail présente l’optimisation de la structure par rapport aux paramètres locaux. Dans ce cadre, il est proposé d’introduire des incertitudes probabilistes permettant de tenir compte de contraintes de fiabilité

Application des surfaces de réponse pour l’analyse fiabiliste d’une structure spatiale

Cette communication présente une application des surfaces de réponse pour l’analyse de la fiabilité d’une structure satellite. Les méta-modèles sont construits par régression itérative où seul les termes significatifs sont sélectionnés parmi une liste de régresseurs potentiels préalablement déterminée par une analyse de sensibilité. Les méta-modèles sont ensuite vérifiés par une méthode de bootstrap où les variations observées sur les prédictions sont prises en compte dans le calcul des probabilités de défaillance afin de valider le résultat

Multi-fidelity nonlinear aeroelastic analysis of a strut-braced ultra-high aspect ratio wing configuration

Nonlinear aeroelasticity of a strut-braced ultra-high aspect ratio wing aircraft is investigated using a multi-fidelity simulation environment. A baseline aeroelastic solver based on an unsteady vortex-lattice method and geometrically-exact composite beam model is coupled with a data-driven model order reduction tool based on high-fidelity aerodynamics. This provides sectional corrections, retrieved from a basis created using proper orthogonal decomposition, to the lower-order tools. Those corrections incorporate the three-dimensional and compressibility effects of the full strut-brace wing aircraft geometry and thus result in a computationally-efficient analysis framework suitable for multi-disciplinary design optimization. Verification of the reconstruction process is first presented, and the static and dynamic aeroelasticity of the strut-braced wing configuration are finally investigated

Analyse de la fiabilité d'une structure satellite

National audienceSee http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/59/27/93/ANNEX/r_B70C8OU8.pd

Reliability approach in spacecraft structures

International audienceThis paper presents an application of the probabilistic approach with reliability assessment on a spacecraft structure. The adopted strategy uses meta-modeling with first and second order polynomial functions. This method aims at minimizing computational time while giving relevant results. The first part focuses on computational tools employed in the strategy development. The second part presents a spacecraft application. The purpose is to highlight benefits of the probabilistic approach compared with the current deterministic one. From examples of reliability assessment we show some advantages which could be found in industrial applications