Parameter Sensitivity and Importance Measures in Nonlinear Finite Element Reliability Anaalysis / Der Kiureghian, Armen in Journal of engineering mechanics, Vol.131, N°10 (Octobre 2005)  

Public ISBD [article]  inJournal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1013-1026 p. Titre : Parameter Sensitivity and Importance Measures in Nonlinear Finite Element Reliability Anaalysis Titre original : Mesures de Sensibilité et d'Importance de Paramètre dans l'Analyse Finie Non-Linéaire de Fiabilité d'Elément Type de document : texte imprimé Auteurs : Der Kiureghian, Armen, Auteur ; Haukaas, Terje, Auteur ; Schueller, Gerhart L., Éditeur scientifique Année de publication : 2005 Article en page(s) : 1013-1026 p. Note générale : Génie Civil, Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Finite element method Reliability analysis Sensitivity Inelastic action Parameters Méthode d'élément fini Analyse de fiabilité sensibilité Action non élastique Paramètres Index. décimale : 624/621.34 Résumé : Finite element reliability methods allow the analyst to define material, load, and geometry parameters as random variables to represent uncertainties in these model parameters. Approximate probabilistic analysis methods produce estimates of the response variance/covariances, probabilities of exceeding specified structural performance thresholds, and parameter importance measures. A Necessary ingredient for such analysis is consistent, efficient, and accurate algorithms for computing finite element response sensitivities. In this paper, unified response sensitivity equations with respect to material, load, and geometry parameters are developed for the time-and space-discretized finite element model. The Sensitivities with respect to nodal coordinates and global shape parameters in the presence of material and geometric nonlinearities represent an extension of previous work. Pratical computer implementation issues are emphasized. The Equations are implemented in the comprehensive, open-source, object-oriented finite element software OpenSees. Importance measures from reliability analysis, employing the sensitivity results, are presented to enable the investigation of the relative importance of uncertainty in the parameters of a finite element model. Two example applications demonstrate that the variability in nodal coordinates of a structure can be a significant source of uncertainty along with that in key and load parameters. Les méthodes finies de fiabilité d'élément permettent à l'analyste de définir le matériel, charge, et les paramètres de la géométrie en tant que variables aléatoires pour représenter des incertitudes dans ces derniers modèlent des paramètres. Les méthodes probabilistes approximatives d'analyse produisent des évaluations de la réponse variance/covariances, des probabilités d'excéder les seuils structuraux indiqués d'exécution, et des mesures d'importance de paramètre. Un ingrédient nécessaire pour une telle analyse est des algorithmes conformés, efficaces, et précis pour calculer des sensibilités finies de réponse d'élément. En cet article, des équations unifiées de sensibilité de réponse en ce qui concerne le matériel, la charge, et les paramètres de la géométrie sont développés pour temps-et le modèle fini espace-discrétisé d'élément. Les sensibilités en ce qui concerne des coordonnées nodales et des paramètres globaux de forme en présence des non-linéarités matérielles et géométriques représentent une prolongation des travaux précédents. Des issues d'exécution d'ordinateur de Pratical sont soulignées. Les équations sont mises en application dans le complet, ouvrir-source, logiciel fini orienté objectivement OpenSees d'élément. L'importance mesure à partir de l'analyse de fiabilité, utilisant les résultats de sensibilité, sont présentées pour permettre la recherche d'importance relative de l'incertitude dans les paramètres d'un modèle fini d'élément. Deux applications d'exemple démontrent que la variabilité dans des coordonnées nodales d'une structure peut être une source significative d'incertitude avec cela dans des paramètres de clef et de charge. En ligne : terje@civil.ubc.ca, adk@ce.berkeley.edu [article] Parameter Sensitivity and Importance Measures in Nonlinear Finite Element Reliability Anaalysis = Mesures de Sensibilité et d'Importance de Paramètre dans l'Analyse Finie Non-Linéaire de Fiabilité d'Elément [texte imprimé] / Der Kiureghian, Armen, Auteur ; Haukaas, Terje, Auteur ; Schueller, Gerhart L., Éditeur scientifique . - 2005 . - 1013-1026 p. Génie Civil, Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1013-1026 p. Mots-clés : Finite element method Reliability analysis Sensitivity Inelastic action Parameters Méthode d'élément fini Analyse de fiabilité sensibilité Action non élastique Paramètres Index. décimale : 624/621.34 Résumé : Finite element reliability methods allow the analyst to define material, load, and geometry parameters as random variables to represent uncertainties in these model parameters. Approximate probabilistic analysis methods produce estimates of the response variance/covariances, probabilities of exceeding specified structural performance thresholds, and parameter importance measures. A Necessary ingredient for such analysis is consistent, efficient, and accurate algorithms for computing finite element response sensitivities. In this paper, unified response sensitivity equations with respect to material, load, and geometry parameters are developed for the time-and space-discretized finite element model. The Sensitivities with respect to nodal coordinates and global shape parameters in the presence of material and geometric nonlinearities represent an extension of previous work. Pratical computer implementation issues are emphasized. The Equations are implemented in the comprehensive, open-source, object-oriented finite element software OpenSees. Importance measures from reliability analysis, employing the sensitivity results, are presented to enable the investigation of the relative importance of uncertainty in the parameters of a finite element model. Two example applications demonstrate that the variability in nodal coordinates of a structure can be a significant source of uncertainty along with that in key and load parameters. Les méthodes finies de fiabilité d'élément permettent à l'analyste de définir le matériel, charge, et les paramètres de la géométrie en tant que variables aléatoires pour représenter des incertitudes dans ces derniers modèlent des paramètres. Les méthodes probabilistes approximatives d'analyse produisent des évaluations de la réponse variance/covariances, des probabilités d'excéder les seuils structuraux indiqués d'exécution, et des mesures d'importance de paramètre. Un ingrédient nécessaire pour une telle analyse est des algorithmes conformés, efficaces, et précis pour calculer des sensibilités finies de réponse d'élément. En cet article, des équations unifiées de sensibilité de réponse en ce qui concerne le matériel, la charge, et les paramètres de la géométrie sont développés pour temps-et le modèle fini espace-discrétisé d'élément. Les sensibilités en ce qui concerne des coordonnées nodales et des paramètres globaux de forme en présence des non-linéarités matérielles et géométriques représentent une prolongation des travaux précédents. Des issues d'exécution d'ordinateur de Pratical sont soulignées. Les équations sont mises en application dans le complet, ouvrir-source, logiciel fini orienté objectivement OpenSees d'élément. L'importance mesure à partir de l'analyse de fiabilité, utilisant les résultats de sensibilité, sont présentées pour permettre la recherche d'importance relative de l'incertitude dans les paramètres d'un modèle fini d'élément. Deux applications d'exemple démontrent que la variabilité dans des coordonnées nodales d'une structure peut être une source significative d'incertitude avec cela dans des paramètres de clef et de charge. En ligne : terje@civil.ubc.ca, adk@ce.berkeley.edu

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