Fuzzy probability analysis of the fatigue resistance of steel structural members under bending

Abstract

The paper is aimed at the fuzzy probabilistic analysis of fatigue resistance due to uncertainty of input parameters. The fatigue resistance of the steel member is evaluated by linear fracture mechanics as the number of cycles leading to the propagation of initial cracks into a critical crack resulting in brittle fracture. When the histogram of stress range is known, the fatigue resistance is a random variable. In the event that the histogram is unknown or was acquired from a small number of experiments, another source of uncertainty is of an epistemic origin. Two basic approaches, which make provision for uncertainty of input histograms of stress range, are illustrated in the paper. Uncertainty of histograms of stress range is taken into account by the variability of equivalent stress range in the first stochastic approach. Input histograms as considered as members of a fuzzy set in the second approach.

Fuzi tikimybinė analizė vertinant lenkiamų plieninių elementų atsparį nuovargiui

Santrauka. Straipsnyje nagrinėjamas atspario nuovargio esant neapibrėžtiems pradiniams duomenims vertinimas naudojant fuzi tikimybinę analizę. Plieninių elementų atsparis nuovargiui pagal tiesinę irimo mechaniką apibūdinamas ciklų skaičiumi, kai pradiniai plyšiai perauga į kritinį plyšį, sukeliantį trapų suirimą. Kai įtempimų kitimo histograma yra žinoma, atsparis nuovargiui yra atsitiktinis dydis. Kai histograma yra nežinoma arba ji atitinka mažą eksperimentų skaičių, atsiranda kitas episteminės kilmės neapibrėžtumas. Pateikiami du pagrindiniai būdai, rodantys histogramos neapibrėžtumą. Pirmuoju, stochastiniu būdu, įtempių kitimo diapazono histograma yra modeliuojama ekvivalentinio įtempio kitimu. Antruoju būdu pradinės histogramos nagrinėjamos kaip fuzi aibės elementai.

Reikšminiai žodžiai: nuovargis, plienas, plyšio plėtojimasis, suirimas, tikimybė, fuzi, modeliavimas, jautrumas.

First Published Online: 14 Oct 2010

Keyword : fatigue, steel, crack propagation, failure, probability, fuzzy, simulation, sensitivity