システム信頼性と個別モード信頼性を目標にした骨組構造の信頼性設計法

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650561
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 小浜 芳朗 三重大学, 工学部, 教授 (50023304)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高田 豊文 三重大学, 工学部, 助手 (90242932)
• Keywords: システム信頼性 / 破壊モード / 組合せ最適化問題 / 遺伝的アルゴリズム / スキーマ / 塑性崩壊 / 信頼性解析

Research Abstract

終局限界状態に対するシステム信頼性を目標とした剛接骨組系の最小重量設計では,精度の高いシステム信頼度の評価方法が必要である.そこで本年度は,効率的で高精度のシステム信頼度評価手法の開発を目標に,非線型最適化問題や離散型最適化問題に有効と考えられている遺伝的アルゴリズム(GA)の適用を試みた.また,いくつかの解析例から,システム信頼性と各破壊モード信頼性との相互関係,各モード間の相関係数と各モードの信頼性分布状況との関連について考察を行った.本年度の研究から得られた知見は以下のようにまとめられる.
1. 塑性崩壊を対象とした問題に対してこれまで提案されている3種類のGA,すなわち,一般的なGA(SGA),個体群分岐型GA(fGA)およびスキーマ食欲法(SSE)を適用し,その結果SSEが最も有効であることが判明した.特に信頼性解析に対してSSEを反復利用すると,破壊確率の大きい卓越モードおよびその周辺の破壊モードを効率よく探索できた.
2. SSEを反復利用した上記の手法では,各破壊モードの破壊確率がほぼ均一なモデルや局所的に大きな破壊確率のモードが存在するモデルに対しても,実用的に十分な精度のシステム信頼度(上下限値)が得られることを確認した.
3. 破壊確率の最も大きい卓越モードとその他との破壊モードとの相関が,比較的大きいモデルおよび比較的小さいモデルに対しても,上記の方法によって実用的に十分な精度のシステム信頼度(上下限値)が得られることを確認した.ただし,その限界幅は解析モデルのモード信頼性指標と各モード間の相関に依存しており,モード間の相関が低い場合は限界幅は大きくなる.この限界幅を縮小させるためには,各モードの結合確率の評価精度を向上させる必要があり,今後の課題である.

Research Products

• [Publications] 小沢典史: "GAによるシステム信頼度評価法に関する考察" 日本建築学会大会学術講演梗概集. B1. 439-440 (1998)
• [Publications] 小沢典史: "剛接骨組系の塑性崩壊解析問題に対するGAの適用性に関する考察" 第21回情報・システム・利用・技術シンポジウム論文集. 367-372 (1998)
• [Publications] 小沢典史: "GAによる剛接骨組のシステム信頼性評価における精度に関する考察" 日本建築学会東海支部研究報告集. 第37号. 221-224 (1999)
• [Publications] 小沢典史: "剛接骨組系のシステム信頼性解析問題に対するGAの適用(発表予定)" 構造工学論文集. Vol.45B. (1999)