DESIGN OF AN INTELLIGENT STRUCTURAL

DESIGN OF AN INTELLIGENT STRUCTURAL QUALIFICATION ENVIRONMENT USING MSC/PATRAN
N.J. Dullaway, A.J. Morris
Structures & Materials Group, College of Aeronautics, Cranfield University, England.
ABSTRACT
Increasingly, modern structures are becoming ever more complex, large and expensive particularly when large full scale or similar qualification tests are required. This is particularly true when the structure being designed is safety-critical. In addition, questions are now being asked about the ability of conventional test practices to adequately qualify and validate new structures. This is a situation which is causing concern in a number of industrial domains including aerospace, maritime and civil engineering.
The arrival of computer-based analysis, particularly finite element analysis, has provided the ability to reduce reliance on conventional, or "real", testing and instead go down the path of "virtual" testing. However, virtual testing raises the question of the reliability of analysis and the possibility that the use of poor procedures in the analysis process may produce results that at best are meaningless and at worst are extremely dangerous.
This paper describes SAFESA™ (SAFE Structural Analysis), a research project to develop a computer-aided engineering environment for automated structural qualification in a range of domains by means of virtual testing. This application is built on the MSC/PATRAN & MSC/NASTRAN platform and implemented using PCL as the development language.
INTRODUCTION
In the context of this paper virtual testing is defined as qualification by means of analysing a mathematical model of the subject structure; Physical testing is the more traditional method of qualification whereby an actual example of the item is subjected to various environmental conditions and its behaviour measured. Common examples of contemporary tools available for virtual testing purposes are Finite Element Analysis (FEA), Computational Fluid Dynamics (CFD) and Computational Electromagnetics (CEM). One of the key advantages of virtual testing is that it enables the design to be evaluated and validated before manufacture thus promoting the use of concurrent engineering methods as well as reducing the design-to-development costs.
Test Paradigms

Fig.1
A common worry of those who encounter virtual testing for the first time is ‘accuracy’. There often exists a belief that a laboratory test programme (including, in the aerospace industry, flighttesting) of a physically existent prototype or pre-production sample is inherently more reliable than analysis conducted on a virtual model that exists only within a computer memory. This belief is not always justifiable. Fig.1 compares the two paradigms of test and analysis. The InService Structure is the entity that leaves the factory as a product for use by a customer. The ‘Real World’ is the representation (usually a prototype) of the product that is to be tested. The Model is the computer-based representation of the in-service structure. A series of tasks are carried out on each representation and responses are generated.
A series of laboratory tests cannot be expected to cover all forms of behaviour that will be required of the in-service structure by the customer; only to ensure that safety-regulations are satisfied. In the case of physical testing it is often difficult to replicate the support conditions experienced by the real world structure and obtaining a realistic and comprehensive set of test loads always poses serious problems. Consequently there are a number of (almost always trivial) differences between the responses of in-service structure and representation.
While contemporary FEA software can generate responses to 32-bit detail, there is almost certain to be some level of idealisation between the in-service structure and the model. Consequently there are a number of differences between the responses of in-service structure and representation.
The conclusion is that a ‘Real World’ test sample is just as much a model as a computer-based virtual model. Neither can produce fully accurate responses, but both are capable of producing responses that are within the bounds of allowable error. These, and other factors, are often overlooked and the very fact that a physical structure is being tested is taken as a guarantee that the results obtained do model the real-world environment of the designed structure. In addition, if one then considers that a particular example of an object will fail in a different way from others within a given production run because of microscopic inconsistencies in its structure, such as cracks, then it is very difficult to say whether that one example of a production run is able to represent the batch ‘better’ than a model created from the design. Therefore, virtual testing should not be dismissed as a testing strategy on the grounds of accuracy alone.
In any form of testing the manner by which the data was obtained (the method) is often more vital to a reliable test than the data itself. Once it is accepted that the concept of virtual testing is not inherently less reliable than physical testing, the problem of ensuring that the method itself is reliable becomes paramount.
SAFESA
INTRODUCTION
In recent years there has been a trend towards ever-larger and more complex structures and engineering applications - so large in fact that physical testing techniques are no longer adequate. At the same time computer power has increased to the extent that these same large structures can be modelled without difficulty. Add to this the trend for the large structures to be increasingly in the safety-critical domain and there then exists a need for a formalised and reliable virtual testing procedure.
SAFESA Paradigm

Fig.2
SAFESA is one of a number of projects sponsored by the UK Government’s Department of Trade & Industry (DTI) as part of its Safety-Critical Systems Initiative. The aim of the project is to enable structural qualification to be carried out reliably and accurately using the FEA method in safety-critical situations by a ‘Best Practice’[1]. The philosophy of SAFESA is that of errormanagement; errors in the virtual testing process are identified, classified and treated. Fig.2 shows the SAFESA paradigm in simple terms. Firstly, the in-service structure is defined in terms of the loading environment, the response environment, the certification or qualification requirements, etc. Secondly, an idealised model is generated from the in-service structure which can be used to generate a finite element model, whilst acknowledging that this idealisation is a possible source of error. Thirdly, the finite element model is used to produce a set of responses that can be used to qualify the in-service structure. More errors are generated at this stage. The SAFESA process is used to analyse the errors at all stages of virtual testing such that the inservice structure can be qualified with confidence.
SAFESA was developed with FEA in mind although the method is portable to other testing procedures. The drivers for the project included:
1. The trend to reduce physical testing by virtual testing.
2. The reduction of costs via reduced design cycle time and the promotion of concurrency.
3. The ability to provide full transparent auditing.
4. The improved legal position provided by the audit trail.
ERROR TREATMENT
FEA is a process which attempts to make certain generalisations or assumptions of the real world when constructing a model, sources of which have the effect of introducing errors into the analysis process. This does not invalidate any results obtained from a finite element analysis provided a proper error control system is used. The general procedure for error control is as follows:
1. Identification and classification of the error.
2. Quantification of the error.
3. Treatment.
There has been much work done on the process of error classification [2, 3] and a four-level taxonometric system has arisen. The four classes of error are:
1. Modelling, or Idealisation, errors, caused by a lack of knowledge of the real structure and its environment.
2. Procedural errors, due to discretisation meshing and post-processing.
3. Formulation errors, created during the conversion of a model to an actual finite element problem ready for solution.
4. Solution errors, produced during the solution of the Finite Element problem.
These classes can be further broken down. Each constitutes an error source, for which various error treatment techniques are available. The goal of error treatment is to progressively reduce the error estimate to less than a predefined threshold value, as the idealisation process is redefined.
The error treatment techniques are:
1. Rules based on experience,
2. Scoping calculations,
3. Comparison with existing test results, 4. Hierarchical modelling (model improvement),
5. Sensitivity analyses.
The current development phase - the construction of a SAFESA-based expert system - aims to automate both the identification of errors and possible treatment strategies.
Full details of the SAFESA process, a detailed breakdown of each stage, example problems and a more comprehensive discussion of the philosophy have been published in three reference works: the “SAFESA Technical Manual” [4], the “SAFESA Quick Reference Guide” [5] and the “SAFESA Management Guidelines” [6].
SAFESA EXPERT ADVISORY SYSTEM
The initial phase of SAFESA relied on the engineer, who was to perform an analysis by following the SAFESA methodology, to identify sources of error and to flag them for later treatment. Once SAFESA has been defined and published as a ‘Best Practice’ the aim of the project is now to implement SAFESA as a computer-based Expert Advisory System (EAS) that will advise the users of FEA software on the correct approach to take so that the final analysis is valid, with well-defined error-bounds. Such an analysis might be accepted as a good repr

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ออกแบบของอันอัจฉริยะโครงสร้างคุณสมบัติสภาพแวดล้อมโดยใช้ MSC/PATRAN
N.J. Dullaway, A.J. มอร์ริส
โครงสร้าง& กลุ่มวัสดุ วิทยาลัยหลง มหาวิทยาลัย Cranfield อังกฤษ.
นามธรรม
มาก โครงสร้างสมัยใหม่กลายเป็น ซับซ้อน ขนาดใหญ่ และมีราคาแพงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อขนาดใหญ่ขนาดเต็ม หรือจำเป็นต้องมีการทดสอบคุณสมบัติคล้ายกัน นี้เป็นจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อโครงสร้างที่ถูกออกแบบมามีความสำคัญต่อความปลอดภัย คำถามตอนนี้ถูกถามเกี่ยวกับความสามารถของแบบทดสอบปฏิบัติเพียงพอรับรอง และตรวจสอบโครงสร้างใหม่ นี่คือสถานการณ์ที่ทำให้เกิดความกังวลในโดเมนการอุตสาหกรรมรวมทั้งอุตสาหกรรม ทะเลและวิศวกรรมโยธา
มาวิเคราะห์โดยใช้คอมพิวเตอร์ การวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัดโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ให้ความสามารถใน การลดการพึ่งการทดสอบปกติ หรือ "จริง" แต่ ไปลงเส้นทางของการทดสอบ "เสมือน" อย่างไรก็ตาม ทดสอบเสมือนยกคำถามของความน่าเชื่อถือของการวิเคราะห์และความเป็นไปได้ว่า ขั้นตอนยากในการวิเคราะห์การใช้ให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดออก และที่เลวร้ายที่สุดจะอันตรายมาก ขึ้น
กระดาษนี้อธิบาย SAFESA ™ (ปลอดภัยโครงสร้างวิเคราะห์), โครงการวิจัยเพื่อพัฒนาการใช้คอมพิวเตอร์ช่วยวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมสำหรับคุณสมบัติโครงสร้างโดยอัตโนมัติในช่วงของโดเมนโดยใช้การทดสอบเสมือน โปรแกรมประยุกต์นี้ถูกสร้างขึ้นบนแพลตฟอร์ม หลัก/NASTRAN & หลัก/PATRAN และดำเนินการจำกัด(มหาชน)โดยใช้เป็นภาษาการพัฒนา
แนะนำ
ในบริบทนี้กระดาษ ทดสอบเสมือนถูกกำหนดให้เป็นคุณสมบัติโดยใช้การวิเคราะห์แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของโครงสร้างเรื่อง การทดสอบทางกายภาพเป็นวิธีการดั้งเดิมของคุณสมบัติโดยตัวอย่างจริงของสินค้าขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมต่าง ๆ ของพฤติกรรมที่วัด ตัวอย่างทั่วไปของเครื่องมือที่ทันสมัยสำหรับทดสอบเสมือนจะวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด (FEA), พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ (CFD) และคำนวณ Electromagnetics (CEM) ประโยชน์ที่สำคัญของการทดสอบเสมือนหนึ่งเป็นที่ทำการออกแบบประเมิน และตรวจสอบก่อนการผลิตจึง ส่งเสริมการใช้พร้อมวิธีวิศวกรรม ตลอดจนลดต้นทุนการออกแบบการพัฒนา
Paradigms ทดสอบ

Fig.1
A กังวลทั่วไปของผู้ที่พบการทดสอบเสมือน 'ถูกต้อง' เป็นครั้งแรก มักมีความเชื่อว่าเป็นห้องปฏิบัติการทดสอบโปรแกรม (รวมถึง ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ flighttesting) ของต้นแบบที่มีอยู่จริงหรือตัวอย่างก่อนการผลิตจะมีความน่าเชื่อถือกว่าวิเคราะห์ดำเนินการในรูปแบบเสมือนที่มีอยู่เฉพาะภายในหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ ความเชื่อนี้มักจะไม่แข่งขัน ภาพเปรียบเทียบ paradigms สองทดสอบและวิเคราะห์ โครงสร้าง InService เป็นเอนทิตีที่ออกจากโรงงานเป็นผลิตภัณฑ์สำหรับใช้ โดยลูกค้า 'โลกจริง' แทน (โดยปกติแล้วต้นแบบ) ของผลิตภัณฑ์ที่จะสามารถทดสอบได้ แบบจำลองจะแสดงโดยใช้คอมพิวเตอร์ของโครงสร้างการให้บริการแก่ ชุดงานจะดำเนินการในแต่ละการแสดง และสร้างการตอบสนอง
ชุดห้องปฏิบัติการทดสอบไม่สามารถคาดว่าจะครอบคลุมทุกรูปแบบของพฤติกรรมที่จะต้องของโครงสร้างการให้บริการแก่ลูกค้า เพียงเพื่อให้แน่ใจว่า กฎระเบียบความปลอดภัยมีความพึงพอใจ ในกรณีของการทดสอบทางกายภาพ เป็นเรื่องที่ยากในการจำลองสภาพสนับสนุน โดยโครงสร้างโลกจริงประสบการณ์ และมักจะได้รับจริง และครอบคลุมชุดของการทดสอบโหลดโพสท่าปัญหาร้ายแรง จึง มีความแตกต่าง (เล็กน้อยเกือบตลอดเวลา) ระหว่างการตอบสนองของโครงสร้างที่ให้บริการแก่ตัวแทนจำนวนหนึ่ง
ในขณะที่ซอฟต์แวร์ FEA ร่วมสมัยสามารถสร้างการตอบสนองรายละเอียด 32 บิต มีเป็นเกือบแน่นอนจะ บางระดับของ idealisation ระหว่างรูปแบบและโครงสร้างการให้บริการแก่ จึง มีความแตกต่างระหว่างการตอบสนองของโครงสร้างที่ให้บริการแก่ตัวแทนจำนวนหนึ่ง
ข้อสรุปคือ ตัวอย่างทดสอบ 'โลก' เป็นเพียงมากแบบเป็นเสมือนจำลองโดยใช้คอมพิวเตอร์ ไม่สามารถสร้างการตอบสนองอย่างถูกต้อง แต่ทั้งสองมีความสามารถในการผลิตการตอบสนองที่อยู่ในขอบเขตของข้อผิดพลาดได้ เหล่านี้ และปัจจัยอื่น ๆ มักจะมองข้ามและจริงอย่างที่ว่า โครงสร้างทางกายภาพจะถูกทดสอบเป็นการรับประกันว่า ผลที่ได้รับแบบจำลองสภาพแวดล้อมจริงของโครงสร้างออกแบบ นอกจากนี้ ถ้าหนึ่งแล้วพิจารณาว่า ตัวอย่างที่เฉพาะของวัตถุจะล้มเหลวในลักษณะแตกต่างจากคนอื่นภายในการผลิตให้ทำงานเนื่องจากไม่สอดคล้องกันด้วยกล้องจุลทรรศน์ในโครงสร้าง เช่นรอยแตก แล้วมันได้ยากมากที่จะพูดว่า อย่างหนึ่งที่ใช้ผลิตจะแสดงถึงชุด 'ดี' มากกว่าแบบจำลองที่สร้างขึ้นจากการออกแบบ ดังนั้น ทดสอบเสมือนควรไม่สามารถไล่เป็นกลยุทธ์การทดสอบสถานภาพความถูกต้องเดียวกัน
ในรูปแบบใด ๆ ของการทดสอบลักษณะที่ข้อมูลไม่ได้ (วิธีการ) อยู่บ่อยครั้งสำคัญเพื่อทดสอบความน่าเชื่อถือกว่าข้อมูลเอง หลังจากยอมรับว่า แนวคิดของการทดสอบเสมือนไม่มีความเชื่อถือน้อยกว่าการทดสอบทางกายภาพ ปัญหามั่นใจได้ว่าวิธีตัวเองเชื่อถือได้กลายเป็น พาราเม้าท์.
SAFESA
แนะนำ
ในปีที่ผ่านมา มีแนวโน้มไปทางเคยใหญ่ และซับซ้อนมากขึ้นโครงสร้างและงานวิศวกรรม - ขนาดใหญ่ดังนั้นในความเป็นจริงทางกายภาพเทคนิคการทดสอบจะไม่เพียงพอ ในคอมพิวเตอร์เวลา พลังงานได้เพิ่มขึ้นเท่าที่โครงสร้างใหญ่เดียวกันที่สามารถ modelled ได้โดยไม่ยาก เพิ่มไปนี้แนวโน้มสำหรับโครงสร้างขนาดใหญ่จะขึ้นในโดเมนความปลอดภัยที่สำคัญ และมีอยู่แล้วต้องการ formalised และเชื่อถือได้เสมือนทดสอบกระบวนการ
กระบวนทัศน์ SAFESA

Fig.2
SAFESA เป็นหนึ่งในโครงการที่สนับสนุน โดย&แผนกค้าของรัฐบาลสหราชอาณาจักรอุตสาหกรรม (DTI) เป็นส่วนหนึ่งของความคิดริเริ่มของระบบความปลอดภัยที่สำคัญ จุดมุ่งหมายของโครงการจะเปิดใช้งานคุณสมบัติโครงสร้างที่ทำได้ และถูกต้องโดยใช้ FEA วิธีในสถานการณ์ความปลอดภัยสำคัญ โดย 'ควร' [1] ปรัชญาของ SAFESA คือ errormanagement ข้อผิดพลาดในการทดสอบเสมือนกำลัง ประเภท และให้รักษา Fig.2 แสดงกระบวนทัศน์ SAFESA ในเงื่อนไขง่าย ประการแรก มีกำหนดโครงสร้างการให้บริการแก่ในด้านสิ่งแวดล้อมโหลด ตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม ข้อกำหนดรับรองหรือคุณสมบัติ ฯลฯ ประการที่สอง แบบจำลอง idealised จะถูกสร้างขึ้นจากโครงสร้างการให้บริการแก่ที่สามารถใช้ในการสร้างแบบจำลององค์ประกอบจำกัด ในขณะที่จิตว่า idealisation นี้เป็นแหล่งของข้อผิดพลาด ประการ แบบจำลององค์ประกอบจำกัดใช้ในการผลิตชุดการตอบที่ใช้การจัดโครงสร้างการให้บริการแก่ ข้อผิดพลาดเพิ่มเติมจะถูกสร้างขึ้นในขั้นตอนนี้ กระบวนการ SAFESA ใช้ในการวิเคราะห์ข้อผิดพลาดในทุกขั้นตอนของการทดสอบเสมือนจริงที่โครงสร้าง inservice สามารถมีคุณภาพ มีความมั่นใจ
SAFESA ถูกพัฒนา ด้วย FEA ในจิตใจแม้ว่าวิธีการจะพกพาการอื่น ๆ วิธีการทดสอบ ไดรเวอร์สำหรับโครงการรวม:
1 แนวโน้มที่จะลดการทดสอบ โดยการทดสอบเสมือนจริง.
2 การลดต้นทุนผ่านการออกแบบลดรอบเวลาและส่งเสริมการเกิดพร้อมกัน
3 ความสามารถในการให้การตรวจสอบโปร่งใสเต็ม.
4 ปรับปรุงกฎหมายตำแหน่งโดยการสอบ
รักษาผิดพลาด
FEA เป็นกระบวนการที่พยายามทำบางอย่าง generalisations หรือสมมติฐานของโลกจริงเมื่อสร้างแบบจำลอง แหล่งที่มีผลของการแนะนำข้อผิดพลาดในการวิเคราะห์ นอกจากนี้นี้ไม่ทำให้ใด ๆ ผลลัพธ์ที่ได้จากการวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด โดยใช้ระบบการควบคุมข้อผิดพลาดที่เหมาะสม ขั้นตอนทั่วไปสำหรับการควบคุมความผิดพลาดจะเป็นดังนี้:
1 ระบุและจัดประเภทของข้อผิดพลาด
2 นับของผิดพลาด
3 รักษา
มีมากทำงานทำการจัดประเภทข้อผิดพลาด [2, 3] และได้เกิดระบบ taxonometric 4 ระดับ ชั้นสี่ของข้อผิดพลาด:
1 สร้างแบบจำลอง หรือ Idealisation ข้อผิดพลาด เกิดจากการขาดความรู้โครงสร้างจริงและสภาพแวดล้อมของการ
2 ข้อผิดพลาดขั้นตอน discretisation meshing และลงรายการบัญชี-ประมวลผลด้วย
3 ข้อผิดพลาดกำหนด สร้างขึ้นในระหว่างการแปลงแบบจำลองปัญหาไนต์จริงพร้อมสำหรับโซลูชัน
4 ข้อผิดพลาดโซลูชัน ผลิตโซลูชันของไนต์ปัญหา
เรียนเหล่านี้สามารถเพิ่มเติมแบ่งได้ ละถือแหล่งข้อผิดพลาด ผิดพลาดต่าง ๆ ซึ่งเทคนิคการรักษามี เป้าหมายของการรักษาผิดพลาดเป็นความก้าวหน้าลดการประเมินผิดพลาดจะน้อยกว่าค่าขีดจำกัดที่กำหนดไว้ล่วงหน้า โครงแบบอีกครั้งการ idealisation.
เทคนิคการรักษาผิดพลาด:
1 กฎตามประสบการณ์,
2 กำหนดโครงร่างวิจัยคำนวณ,
3 เปรียบเทียบกับผลทดสอบที่มีอยู่ 4 (รุ่นปรับปรุง), แบบจำลองแบบลำดับชั้น
5 วิเคราะห์ความไวการ
ระยะพัฒนาปัจจุบัน -การก่อสร้างของระบบผู้เชี่ยวชาญจาก SAFESA - มุ่งหวังที่จะทำทั้งสองรหัสข้อผิดพลาดและสามารถรักษากลยุทธ์การ
รายละเอียดทั้งหมดของ SAFESA การประมวลผล การแบ่งรายละเอียดของแต่ละขั้นตอน ตัวอย่างปัญหาและการสนทนาที่ครอบคลุมมากขึ้นของปรัชญาได้ถูกเผยแพร่ในงานอ้างอิงสาม: "SAFESA เทคนิคคู่มือ" [4], "SAFESA ด่วนอ้างอิงแนว" [5] และ "SAFESA จัดการแนวทาง" [6] .
SAFESA ผู้เชี่ยวชาญให้คำปรึกษาระบบ
ระยะเริ่มต้นของ SAFESA อาศัยในวิศวกร ที่จะทำการวิเคราะห์โดยวิธี SAFESA การระบุแหล่งที่มาของข้อผิดพลาด และ เพื่อตั้งค่าสถานะสำหรับการรักษาในภายหลัง เมื่อกำหนด และเผยแพร่ SAFESA 'ควร' จุดมุ่งหมายของโครงการเป็นตอนนี้ใช้ SAFESA เป็นการใช้คอมพิวเตอร์ผู้เชี่ยวชาญให้คำปรึกษาระบบ (EAS) ที่จะแนะนำผู้ใช้ของซอฟต์แวร์ FEA วิธีถูกต้องการใช้ที่ถูกต้อง มีข้อผิดพลาดขอบเขตโดยการวิเคราะห์ขั้นสุดท้าย การวิเคราะห์อาจเป็นที่ยอมรับเป็น repr ดี

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การออกแบบโครงสร้างคุณสมบัติอัจฉริยะสิ่งแวดล้อมโดยใช้ MSC / patran
( dullaway เอเจ มอร์ริส
โครงสร้าง&วัสดุกลุ่ม วิทยาลัยวิชาการ มหาวิทยาลัยอังกฤษ บทคัดย่อ

ยิ่งขึ้น โครงสร้างสมัยใหม่ก็เป็นเคยซับซ้อนมากขึ้นขนาดใหญ่และมีราคาแพงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเต็มสเกลใหญ่หรือการทดสอบคุณสมบัติที่คล้ายกันจะต้องนี้เป็นจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อโครงสร้างถูกออกแบบเป็นตู้ที่สําคัญ นอกจากนี้ คำถามจะถูกถามเกี่ยวกับความสามารถของการปฏิบัติการทดสอบปกติเพียงพอที่จะมีคุณสมบัติและตรวจสอบโครงสร้างใหม่ นี่เป็นสถานการณ์ที่ทำให้เกิดความกังวลในหมายเลขของโดเมนอุตสาหกรรมรวมทั้งการบินและอวกาศ , ทางทะเลและวิศวกรรมโยธา .
การมาถึงของการวิเคราะห์ด้วยคอมพิวเตอร์โดยการวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด ให้มีความสามารถในการลดการพึ่งพาปกติ หรือ " จริง " การทดสอบและแทนที่จะไปเส้นทางของ " การทดสอบเสมือนจริง " อย่างไรก็ตามการทดสอบเสมือนจริงเพิ่มคำถามเกี่ยวกับความน่าเชื่อถือของการวิเคราะห์และความเป็นไปได้ที่ใช้จนขั้นตอนในกระบวนการการวิเคราะห์อาจให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดคือความหมายและที่เลวร้ายที่สุดคือ อันตรายมาก ในบทความนี้จะกล่าวถึง safesa
™ ( การวิเคราะห์โครงสร้างปลอดภัย )โครงการวิจัยเพื่อพัฒนาสิ่งแวดล้อมวิศวกรรมโดยใช้คอมพิวเตอร์โดยอัตโนมัติโครงสร้างคุณสมบัติในช่วงของโดเมนโดยวิธีการทดสอบเสมือนจริง โปรแกรมนี้จะสร้างขึ้นบน patran & MSC / MSC / nastran แพลตฟอร์มและการใช้ภาษา พัฒนา จำกัด ( มหาชน ) .

แนะนำในบริบทนี้กระดาษเสมือนการทดสอบ หมายถึง คุณสมบัติโดยวิธีการวิเคราะห์แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของโครงสร้างเรื่อง การทดสอบทางกายภาพเป็นวิธีแบบดั้งเดิมมากขึ้น คุณสมบัติและตัวอย่างจริงของสินค้าอยู่ภายใต้เงื่อนไขของสิ่งแวดล้อมและพฤติกรรมวัดต่าง ๆตัวอย่างทั่วไปของเครื่องมือที่ใช้ได้สำหรับการทดสอบเสมือนจริงการวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์ ( FEA ) , การคำนวณพลศาสตร์ของไหล ( CFD ) และแม่เหล็กไฟฟ้าคำนวณ ( CEM )หนึ่งในข้อดีที่สำคัญของการทดสอบเสมือนจริงก็คือว่ามันช่วยให้การออกแบบที่จะประเมิน และตรวจสอบก่อนการผลิต จึงใช้วิธีของวิศวกรรมควบคู่แบบ ตลอดจนการลดต้นทุนการพัฒนา ทดสอบก่อน



”กังวลทั่วไปของผู้ที่พบการทดสอบเสมือนจริงครั้งแรกคือ ' ' ความถูกต้อง 'มันมักจะมีความเชื่อว่า ห้องปฏิบัติการทดสอบโปรแกรม ( รวมถึงในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ flighttesting ) ต้นแบบของร่างกายที่มีอยู่หรือตัวอย่างก่อนการผลิตที่เชื่อถือได้โดยเนื้อแท้มากกว่าการวิเคราะห์จัดทำในรูปแบบเสมือนที่มีอยู่เฉพาะในคอมพิวเตอร์หน่วยความจำ ความเชื่อนี้ไม่ได้เสมอที่สมเหตุสมผล ”เปรียบเทียบระหว่างสองกระบวนทัศน์ของการทดสอบและการวิเคราะห์โครงสร้างการจัดการเป็นองค์กรที่ออกจากโรงงานเป็นผลิตภัณฑ์สำหรับใช้งานโดยลูกค้า ' โลก ' ที่แท้จริง คือ การเป็นตัวแทน ( โดยปกติต้นแบบ ) ของผลิตภัณฑ์ที่จะถูกทดสอบ รูปแบบการแสดงคอมพิวเตอร์โครงสร้างของภูมิปัญญาท้องถิ่น ชุดของงานจะดำเนินการในแต่ละการแสดงและการตอบสนองที่ถูกสร้างขึ้น .
ชุดของการทดสอบทางห้องปฏิบัติการไม่สามารถคาดว่าจะครอบคลุมทุกรูปแบบของพฤติกรรมที่ต้องใช้โครงสร้างของการบริการ โดยลูกค้าเท่านั้น เพื่อให้มั่นใจว่ากฎระเบียบความปลอดภัยจะพอใจในกรณีของการทดสอบทางกายภาพมันมักจะเป็นเรื่องยากที่จะทำซ้ำสนับสนุนเงื่อนไขที่มีโครงสร้างโลกที่แท้จริงและการตั้งค่าจริงและครอบคลุมโหลดทดสอบเสมอ poses ปัญหาร้ายแรง จึงมีจํานวน ( เกือบทุกเรื่อง ) ความแตกต่างระหว่างผลตอบสนองของโครงสร้างและ
ประจำการแทน .ในขณะที่ซอฟต์แวร์ FEA ร่วมสมัยสามารถสร้างการตอบสนองรายละเอียด 32 บิต มันเกือบจะเป็นบางอย่างที่จะเพิ่มระดับของการปฏิบัติทางการบัญชีระหว่างการศึกษาโครงสร้างและรูปแบบ จึงทำให้มีจำนวนของความแตกต่างระหว่างผลตอบสนองของโครงสร้างและ
ประจำการแทน .สรุปคือ การทดสอบตัวอย่าง ' จริง ' เป็นเพียงมากแบบเป็นคอมพิวเตอร์เสมือนจริงแบบ และสามารถสร้างการตอบสนองที่ถูกต้องอย่างเต็มที่ แต่ทั้งสองมีความสามารถในการผลิตการตอบสนองที่อยู่ภายในขอบเขตของความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ . เหล่านี้และปัจจัยอื่น ๆมักจะถูกมองข้าม และความจริงที่ว่าโครงสร้างทางกายภาพจะถูกทดสอบจะยึดเป็นประกันว่า ผลลัพธ์ที่ได้ทำแบบใช้สภาพแวดล้อมของการออกแบบโครงสร้าง นอกจากนี้ หากพิจารณาแล้วว่าตัวอย่างเฉพาะของวัตถุจะล้มเหลวในวิธีที่แตกต่างจากคนอื่น ๆภายในให้ทำการผลิตเพราะด้วยความไม่สอดคล้องกันในโครงสร้างเช่น รอยแตก มันเป็นเรื่องยากที่จะพูดว่าตัวอย่างหนึ่งของการผลิตที่ใช้สามารถแสดงชุด ' ดีขึ้นกว่าโมเดลที่สร้างจากการออกแบบ ดังนั้นการทดสอบเสมือนจริง ไม่ควรออกเป็นกลยุทธ์การทดสอบในพื้นฐานของความถูกต้อง
อยู่คนเดียวในรูปแบบใด ๆของการทดสอบลักษณะ โดยข้อมูลที่ได้ ( วิธี ) มักจะมีความสําคัญยิ่งต่อการทดสอบที่เชื่อถือได้มากกว่าข้อมูลนั่นเอง เมื่อมันได้รับการยอมรับว่าแนวคิดของการทดสอบเสมือนจริงไม่ได้เป็นอย่างโดยเนื้อแท้น้อยน่าเชื่อถือกว่าการทดสอบทางกายภาพ ปัญหาของการสร้างความมั่นใจว่าวิธีที่ตัวเองมีความน่าเชื่อถือ กลายเป็นมหา safesa


แนะนำใน ปี ล่าสุด ได้มีแนวทางที่เคยมีขนาดใหญ่และโครงสร้างที่ซับซ้อนและการประยุกต์ใช้วิศวกรรมขนาดใหญ่ดังนั้นในความเป็นจริงว่า เทคนิคการทดสอบทางกายภาพไม่เพียงพอ ในเวลาเดียวกันคอมพิวเตอร์พลังเพิ่มขึ้นในขอบเขตขนาดใหญ่โครงสร้างเดียวกันนี้สามารถจำลองโดยไม่ยากเพิ่มนี้แนวโน้มในโครงสร้างขนาดใหญ่ได้มากขึ้นในตู้มีโดเมนและมีแล้วมีความต้องการ formalised และเชื่อถือได้เสมือนการทดสอบขั้นตอน .



safesa กระบวนทัศน์ fig.2 safesa เป็นหนึ่งของโครงการที่สนับสนุนโดยรัฐบาลอังกฤษกรมการค้า&อุตสาหกรรม ( DTI ) เป็นส่วนหนึ่งของ ระบบความปลอดภัยของการริเริ่มเป้าหมายของโครงการคือการเปิดใช้งานคุณสมบัติโครงสร้างจะดำเนินการได้อย่างน่าเชื่อถือและถูกต้องโดยใช้วิธี FEA ในสถานการณ์ความปลอดภัยมีการปฏิบัติที่ดีที่สุด ' ' [ 1 ] ปรัชญาของ safesa นั้น errormanagement ; ความผิดพลาดในกระบวนการทดสอบเสมือนจริงจะถูกระบุ จำแนก และปฏิบัติ fig.2 แสดง safesa กระบวนทัศน์ในแง่ง่ายๆ ประการแรกโครงสร้างการศึกษาที่กำหนดไว้ในแง่ของการโหลดสิ่งแวดล้อม ตอบสนองความต้องการสภาพแวดล้อม รับรอง หรือ คุณสมบัติ ฯลฯ ประการที่สอง การ idealised แบบจำลองจะถูกสร้างขึ้นจากการศึกษาโครงสร้างที่สามารถใช้เพื่อสร้างแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ ขณะที่ยอมรับว่า การปฏิบัติทางการบัญชีนี้เป็นแหล่งที่เป็นไปได้ของข้อผิดพลาด ประการที่สามแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ที่ใช้ผลิตชุดของการตอบสนองที่สามารถใช้ในการจัดโครงสร้างใน . ข้อผิดพลาดเพิ่มเติมจะถูกสร้างขึ้นในขั้นตอนนี้ กระบวนการ safesa ใช้วิเคราะห์ความผิดพลาดในทุกขั้นตอนของการทดสอบเช่นโครงสร้างการฝึกอบรมสามารถเหมาะสมกับความมั่นใจ
เสมือนsafesa ถูกพัฒนาด้วย FEA ในจิตใจ แม้ว่าวิธีการพกพาขั้นตอนการทดสอบอื่น ๆ ไดรเวอร์สำหรับโครงการรวม :
1 แนวโน้มที่จะลดทางกายภาพการทดสอบโดยการทดสอบเสมือน .
2 การลดต้นทุน ลดเวลา ผ่านการออกแบบและส่งเสริมการ .
3 ความสามารถในการตรวจสอบให้โปร่งใสเต็ม .
4 การปรับปรุงกฎหมายตำแหน่ง โดยเส้นทางการตรวจสอบ

ยางรักษาข้อผิดพลาดคือกระบวนการที่พยายามที่จะให้แน่ใจว่ารวมหรือสมมติฐานของโลกที่แท้จริงเมื่อสร้างแบบจำลอง , แหล่งที่มีผลของการแนะนำข้อผิดพลาดในขั้นตอนการวิเคราะห์ นี้ไม่โมฆะ ผลที่ได้จากการวิเคราะห์ด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ให้ระบบการควบคุมข้อผิดพลาดที่เหมาะสมมาใช้ขั้นตอนทั่วไปสำหรับการควบคุมข้อผิดพลาดดังต่อไปนี้ :
1 การจำแนกข้อผิดพลาด .
2 การบอกจำนวนของข้อผิดพลาด .
3 การรักษา
มีมากทำงานในกระบวนการของข้อผิดพลาดการจำแนก [ 2 , 3 ] และระดับ 4 taxonometric ระบบเกิดขึ้น ทั้งสี่ชั้นของข้อผิดพลาด :
1 นางแบบ หรือการปฏิบัติทางการบัญชีข้อผิดพลาดเกิดจากการขาดความรู้ของโครงสร้างจริงและสภาพแวดล้อม .
2 ผิดขั้นตอนเนื่องจากและเครือข่ายและการประมวลผล .
3 การกำหนดข้อผิดพลาดที่สร้างขึ้นในระหว่างการแปลงรูปแบบจริงปัญหาพร้อมวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ .
4 แก้ไขข้อผิดพลาดที่ผลิตในระหว่างการแก้ไขปัญหาด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ .
บทเรียนเหล่านี้สามารถเพิ่มเติมเสียแต่ละถือเป็นข้อผิดพลาดแหล่งที่มา ซึ่งเทคนิคการรักษาข้อผิดพลาดต่าง ๆที่มีอยู่ เป้าหมายของการรักษาคือเพื่อลดข้อผิดพลาดข้อผิดพลาดลดลงน้อยกว่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้าของค่าเป็นขั้นตอนการปฏิบัติทางการบัญชี คือ ขึ้น การรักษาผิดพลาดเทคนิค :

1 กฎขึ้นอยู่กับประสบการณ์ ,
2 และการคำนวณ ,
3 การเปรียบเทียบกับผลการทดสอบที่มีอยู่ 4 .แบบจำลองแบบลำดับชั้น ( ปรับปรุงรูปแบบ ) ,
5 การวิเคราะห์ความไว
ปัจจุบันการพัฒนา - ก่อสร้างของ safesa ใช้ระบบผู้เชี่ยวชาญ - วัตถุประสงค์อัตโนมัติ ทั้งระบุข้อผิดพลาดและกลยุทธ์ที่เป็นไปได้ในการรักษา .
รายละเอียดของกระบวนการ safesa แบ่งรายละเอียดของแต่ละขั้นตอนตัวอย่างปัญหาและการอภิปรายที่ครอบคลุมมากขึ้นของปรัชญาที่ได้รับการตีพิมพ์ใน 3 ผลงานอ้างอิง : " safesa คู่มือ " [ 4 ] , " safesa คู่มืออ้างอิงด่วน " [ 5 ] และ " แนวทางการจัดการ safesa " [ 6 ] .
ระบบที่ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญ safesa
ขั้นตอนการเริ่มต้นของ safesa อาศัยวิศวกร ซึ่งจะทำการวิเคราะห์ตาม safesa ระเบียบวิธีวิจัยการระบุแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดและธงสำหรับภายหลังการรักษา เมื่อ safesa ได้นิยามและเผยแพร่การปฏิบัติที่ดีที่สุด เป็น ' ' จุดมุ่งหมายของโครงการคือตอนนี้ใช้ safesa เป็นผู้เชี่ยวชาญที่ปรึกษาระบบคอมพิวเตอร์ ( EAS ) ซึ่งจะแนะนำให้ผู้ใช้ของซอฟต์แวร์ FEA ในแนวทางที่ถูกต้องที่จะใช้เพื่อการวิเคราะห์สุดท้ายที่ใช้ได้ กับข้อผิดพลาด กำหนดขอบเขตเช่นการวิเคราะห์อาจจะยอมรับเป็น repr ดี