Novos métodos para estudo de confiabilidade de sistemas dinâmicos não-lineares multidimensionais

Esta pesquisa apresenta duas técnicas únicas para análise de confiabilidade de sistemas de engenharia de estruturas dinâmicas não-lineares multidimensionais. Primeiro, a técnica de confiabilidade estrutural funciona melhor para respostas estruturais multidimensionais que foram simuladas numericamente ou medidas por um período longo o suficiente para produzir uma série temporal ergódica. Em segundo lugar, é proposto um novo método de previsão de valores extremos que pode ser utilizado em várias aplicações de engenharia. Em contraste com aqueles atualmente utilizados nas metodologias de confiabilidade em engenharia, o novo método é fácil de usar, e mesmo uma quantidade limitada de dados pode ser usada para obter estimativas robustas de falha do sistema. Como demonstrado neste trabalho, os métodos propostos também fornecem bandas de confiança precisas para os níveis de falha do sistema no caso de resposta estrutural medida em situações reais. Além disso, abordagens tradicionais de confiabilidade que lidam com séries temporais não têm o benefício de conseguir lidar com a alta dimensionalidade de um sistema e com a correlação cruzada entre várias dimensões prontamente. Um navio porta-contêiner que experimenta pressões significativas no painel de convés e altos ângulos de rolamento ao viajar em mau tempo foi escolhido como exemplo para este estudo. A principal preocupação para o transporte marítimo é a potencial perda de carga devido a movimentos violentos. Simular tal situação é difícil, uma vez que ondas e movimentos do navio são não estacionários e complicadamente não-lineares. Movimentos extremos aumentam enormemente o papel das não-linearidades, ativando efeitos de segunda ordem e superiores. Além disso, testes laboratoriais podem ser questionados devido à escala e à escolha do estado do mar. Portanto, dados coletados de navios reais durante viagens difíceis em condições climáticas adversas oferecem uma perspectiva única sobre as estatísticas dos movimentos dos navios. Este trabalho tem como objetivo comparar métodos de ponta, permitindo extrair as informações necessárias sobre a resposta extrema a partir das séries temporais medidas a bordo disponíveis. Ambos os métodos sugeridos podem ser utilizados em combinação, tornando-os atraentes e prontos para uso pelos engenheiros. Os métodos propostos neste artigo abrem possibilidades para prever de maneira simples, mas eficiente, a probabilidade de falha do sistema para estruturas dinâmicas não-lineares multidimensionais.