Efficient finite element response sensitivity analysis and applications in composites manufacturing
Notice bibliographique
Résumé
This thesis presents the development, implementation, and application of response sensitivities in numerical simulation of composite manufacturing. The sensitivity results include both first- and second-order derivatives. Such results are useful in many applications. In this thesis, they are applied in reliability analysis, optimization analysis, model validation, model calibration, as well as stand-alone measures of parameter importance to gain physical insight into the curing and stress development process. In addition to novel derivations and implementations, this thesis is intended to facilitate and foster increased use of response sensitivities in engineering analysis. The work presented in this thesis constitutes an extension of the direct differentiation method (DDM). This is a method that produces response sensitivities in an efficient and accurate manner, at the one-time cost of deriving and implementing sensitivity equations alongside the ordinary response algorithm. In this thesis, novel extensions of the methodology are presented for the composite manufacturing problem. The derivations include all material, geometry, and processing parameters in both the thermochemical and the stress development algorithms. A state-of-the-art simulation software is developed to perform first-order sensitivity analysis for composite manufacturing problems using the DDM. In this software, several novel techniques are employed to minimize the computational cost associated with the response sensitivity computations. This sensitivity-enabled software is also used in reliability, optimization, and model calibration applications. All these applications are facilitated by the availability of efficient and accurate response sensitivities. The derivation and implementation of second-order sensitivity equations is a particular novelty in this thesis. It is demonstrated that it is computationally feasible to obtain second-order sensitivities (the “Hessian matrix”) by the DDM for inelastic finite element problems. It is demonstrated that the direct differentiation approach to the computation of first- and second-order response sensitivities becomes increasingly efficient as the problem size increases, compared with the less accurate and less efficient finite different approach.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».