Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte - FZKA 6918
Konfidenzintervalle für die Ausfallwahrscheinlichkeit keramischer Bauteile auf Grundlage der Bootstrapmethode
K. Heiermann
Zusammenfassung
Das Versagensverhalten keramischer Bauteile wird durch
die mehrachsige Weibulltheorie beschrieben. Wegen der Streuung können
Festigkeits- und Lebensdauervorhersagen nur mit einer statistischen
Unsicherheit getroffen werden. In diesem Bericht wird ein Verfahren
vorgestellt, welches die Auswirkung des Stichprobenumfangs und der Messgröße
zur Bestimmung der Materialparameter auf die statistische Unsicherheit der
Ausfallwahrscheinlichkeit quantitativ abschätzen kann. Konfidenzintervalle für
die Ausfallwahrscheinlichkeit werden durch Simulationsmethoden bestimmt.. Die
zur Bestimmung der Ausfallwahrscheinlichkeit benötigte Rechenzeit kann durch
den Einsatz Neuronaler Netze reduziert werden. Das vorgestellte Verfahren kann
zu unterschiedlichen Zwecken eingesetzt werden: Bewertung der Zuverlässigkeit
von Bauteilen, geeignete Bestimmung von Parametern für experimentelle
Untersuchungen, Beurteilung der Aussagekraft von Messungen und Entwicklung von
Strategien zur Erhebung von Stichproben oder Durchführung von Messungen.
Reliability
Confidence Intervals for Ceramic Components as Obtained from the Bootstrap
Method
Abstract
Fracture
of ceramic components is governed by the multiaxial Weibull theory. Due to the
inherent scatter in fracture behaviour of ceramics strength and lifespan
predictions are prone to statistical uncertainty. In this report, a strategy
for the assessment of uncertainty in the estimation of the failure probability
of ceramic components due to the scatter of material data is presented.
Confidence intervals for the failure probability are obtained by means of
stochastic re-sampling methods. A considerable computational effort can be
saved by using neural networks to calculate the failure probability. The
strategy presented in this report may be applied for different purposes:
estimation of the reliability of a ceramic component, identification of
parameters for an experimental investigation, interpretation of experimental
results, and developement of a strategy to obtain samples or experimental data.
VOLLTEXT
BIBLIOTHEK