簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 施涵軒
Han-Hsuan Shih
論文名稱: 有界不確定性參數考慮下之單自由度系統分析方法研究
Analysis Methods for Single Degree of Freedom Systems Under Bounded Uncertainty Parameters
指導教授: 黃慶東
Ching-Tung Huang
口試委員: 陳瑞華
Rwey-Hua Cherng
鄭蘩
Van Jeng
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2023
畢業學年度: 111
語文別: 中文
論文頁數: 196
中文關鍵詞: 參數不確定性非概率方法取點分析參數擾動方法正交多項式方法
外文關鍵詞: Parameter Uncertainty, Non-probabilistic methods, Point sampling analysis, Parameter perturbation method, Orthogonal polynomial method
相關次數: 點閱:220下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本研究針對結構物自然頻率和阻尼比的不確定性進行探討,特別是在參數具有已知上下限但確定值不明的情況下。系統分析採用非概率方法來描述這種不確定性,並比較取點分析、參數擾動方法和正交多項式方法對結構反應的影響。
    研究結果顯示,在對阻尼比的不確定性進行估算時,這三種方法均表現出很高的精確度。這意味著,不論是採用取點分析、參數擾動法還是正交多項式法,都能可靠地處理阻尼比的不確定性情況。
    在對自然頻率的不確定性進行估算時,結果顯示在大範圍不確定性情況下,取點分析提供了最佳的位移範圍估算;而在小範圍不確定性情況下,參數擾動法能迅速給出結果,而正交多項式法則提供了最高的精確度。本研究有助於更好地理解不同分析方法對結構反應的影響,並為選擇最適合特定工程問題的方法提供指引。


    This study investigates the uncertainty associated with the natural frequencies and damping ratios of structures, particularly when the parameters have known upper and lower bounds but unknown precise values. Non-probabilistic methods are employed to characterize this uncertainty, and the effects of point sampling analysis, parameter perturbation methods, and orthogonal polynomial methods on structural response are compared.
    The research findings demonstrate a high level of accuracy for all three methods when estimating the uncertainty in damping ratios. This suggests that whether using point sampling analysis, parameter perturbation methods, or orthogonal polynomial methods, the uncertainty in damping ratios can be reliably addressed.
    Regarding the estimation of uncertainty in natural frequencies, the results indicate that point sampling analysis provides the best estimate of displacement range in cases of large-range uncertainty. For small-range uncertainty, parameter perturbation methods offer quick results, while orthogonal polynomial methods provide the highest level of precision. This study contributes to a better understanding of the impact of different analysis methods on structural response and provides guidance for selecting the most suitable method for specific engineering problems.

    有界不確定性參數考慮下之單自由度系統分析方法研究 I Analysis Methods for Single Degree of Freedom Systems Under Bounded Uncertainty Parameters II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 XVIII 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 研究方法與內容 1 1.3 文獻回顧 2 1.4 研究內容 3 第二章 精確解的數值計算 4 2.1 數值分析流程 4 2.2 不確定性之位移最大值與最小值數值分析 5 2.2.1 阻尼比不確定性 5 2.2.2 自然頻率不確定性 5 2.2.3 阻尼比與自然頻率皆為不確定性 6 第三章 取點分析方法 13 3.1 取點方法流程 13 3.2 取點方法之位移最大值與最小值數值分析 15 3.2.1 自然頻率不確定性 16 3.3 取點方法於各時間下之位移數值分析 16 3.3.1 阻尼比不確定性 16 3.3.2 自然頻率不確定性 17 第四章 參數擾動方法 48 4.1 參數擾動方法流程 48 4.1.1 阻尼比不確定性 48 4.1.2 自然頻率不確定性 49 4.1.3 極值公式推導 50 4.2 參數擾動方法之位移最大值與最小值數值分析 51 4.2.1 阻尼比不確定性 51 4.2.2 自然頻率不確定性 52 4.3 參數擾動方法於各時間下之位移數值分析 52 4.3.1 阻尼比不確定性 53 4.3.2 自然頻率不確定性 53 第五章 正交多項式方法 84 5.1 正交多項式方法流程 84 5.1.1 阻尼比不確定性 85 5.1.2 自然頻率不確定性 89 5.1.3 阻尼比與自然頻率皆為不確定性 91 5.1.4 極值公式推導 100 5.2 正交多項式方法之位移最大值與最小值數值分析 102 5.2.1 阻尼比不確定性 102 5.2.2 自然頻率不確定性 103 5.2.3 阻尼比與自然頻率皆為不確定性 103 5.3 正交多項式方法於各時間下之位移數值分析 104 5.3.1 阻尼比不確定性 104 5.3.2 自然頻率不確定性 104 5.3.3 阻尼比與自然頻率皆為不確定性 104 第六章 方法比較與評估 142 6.1 阻尼比不確定性 142 6.2 自然頻率不確定性 142 第七章 結論與建議 174 參考文獻 175

    1.Huidong Zhang, Xinqun Zhu, Shu Yao (2020) ”Nonlinear dynamic analysis method for large-scale single-layer lattice domes with uncertain-but-bounded parameters”.
    2.Zhang, W. and Shimizu, N. (1998). “Numerical Algorithm for Dynamic Problems Involving Fractional Operators.” JSME International Journal, Series C, 41 (3):365-370
    3.Nayfeh Ali Hasan.(2004)“Perturbation Methods. “ Wiley Classics Library. New York: John Wiley & Sons.
    4.Duy Minh Do, Wei Gao, Chongmin Song, Sawekchai Tangaramvong (2014)
    ”Dynamic analysis and reliability assessment of structures with uncertain-but-bounded parameters under stochastic process excitations ”Reliability Engineering & System Safety, Pages 46-59.
    5.Zhiping Qiu, Xiaojun Wang (2005).”Parameter perturbation method for dynamic responses of structures with uncertain-but-bounded parameters based on interval analysis” International Journal of Solids and Structures.
    6.Giuseppe Muscolino, Alba Sofi (2013) ”Bounds for the stationary stochastic response of truss structures with uncertain-but-bounded parameters ” ,Mechanical Systems and Signal Processing ,Pages 163-181.
    7.Zhiping Qiu , Xiaojun Wang(2003) ”Comparison of dynamic response of structures with uncertain-but-bounded parameters using non-probabilistic interval analysis method and probabilistic approach”, International Journal of Solids and Structures, Pages 5423-5439.
    8.Giuseppe Muscolino, Alba Sofi, Filippo Giunta (2018) ”Dynamics of structures with uncertain-but-bounded parameters via pseudo-static sensitivity analysis” ,Mechanical Systems and Signal Processing, Pages 1-22.

    無法下載圖示
    全文公開日期 2121/08/07 (校外網路)
    全文公開日期 2121/08/07 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
    QR CODE