MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W4282978401 · doi:10.4271/2022-01-0984

An Efficient Methodology to Predict the Dynamic Instabilities of a Frictional System

2022· article· en· W4282978401 sur OpenAlexaff
Farouk Maaboudallah, Noureddine Atalla

Notice bibliographique

RevueSAE technical papers on CD-ROM/SAE technical paper series · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueBrake Systems and Friction Analysis
Établissements canadiensUniversité de Sherbrooke
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer scienceControl theory (sociology)Artificial intelligence

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Stochastic Finite Elements Method (SFEM) is applied in many fields. For instance, in frictional systems, it helps quantify uncertainties about the parameters controlling the involved process and thus, provides a more reliable prediction of the dynamic instabilities. Usually, SFEM is coupled with sensitivity theory to investigate the effect of a given input on the output. However, the available methods which often couple Monte-Carlo (MC) algorithm with the Finite Element (FE) method have a computational cost that scales linearly as a number of stochastic iteration N and input parameters k (i.e., t ~ N x k). To achieve convergence, the magnitude of N must be on the order of thousands or even millions. Hence, for a frictional system with 5 random variables and requiring 15 min of CPU time per run, the computational cost will exceed 52 days (!). Such a method cannot be applied in an industrial design framework with a high number of random variables since its CPU time becomes prohibitive. In this paper, an efficient SFEM is presented, and its performances demonstrated on a simplified disc brake system. The goal is to predict the most likely dynamic instabilities. The method is formulated to (i) reduce the computational cost while ensuring convergence and (ii) provide a reliable input-output mapping of the model which allows in turn a better prediction and investigation of the friction-induced vibration problem. The approach is based on the Fourier Sensitivity Amplitude Test (FAST) algorithm coupled with FE method through a Complex Eigenvalues Analysis (CEA). First, the uncertainties propagation is carried out using the periodic sampling approach by considering a variety of random variables (e.g., friction coefficient, Young modulus, etc.). Secondly, the random generated data are evaluated in an iterative way by mean of the CEA solver. Lastly, Fourier expansion is introduced to derive the partial variances and the variance of the model output. Based on the last decomposition, a 2D design map is used to visualize the effect of each random variable on the predicted instabilities. The obtained FAST-FE results are systematically compared with the reference approach, namely MC-FE. It is found that the inherent assumption of using a large number of samples is not more needed for reaching the stochastic convergence and thus, the estimation of the moments (i.e., the expected value, the variance and so forth). The periodic properties, carried by FAST research curve function, made it possible to propagate efficiently and within a reasonable computational cost the uncertainties upstream of the FE model. In comparison with the MC-FE, the proposed solver provides good results even when a coarser sample is used. The inefficiency of MC-FE solver is discussed.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,007

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

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.

Tête enseignante Opus0,015
Tête enseignante GPT0,245
Écart entre enseignants0,230 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations3
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueSAE technical papers on CD-ROM/SAE technical paper seriesMême sujetBrake Systems and Friction AnalysisTravaux en français237 207