Life-cycle Reliability Analysis and Optimization of Micro-Systems
Life-cycle Reliability Analysis and Optimization of Micro-Systems
批准号:
0300539
负责人:
Kurt Maute
金额:
$30.49万
依托单位国家:
美国
项目类别:
Standard Grant
财政年份:
2003
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
2003-05-01 至 2007-04-30
中文摘要
该项目致力于提高生命周期可靠性分析(LCA)和设计优化的基础知识,特别强调工程微系统。其目标是创建一个严格的计算框架,用于研究LCA的适当配方。该框架综合了(A)可靠性分析和优化算法,(B)考虑时变不确定系统响应的寿命周期费用模型,(C)高保真数值模拟和灵敏度分析,以及(D)耦合降阶模型。该框架将嵌入一种设计方法,使微系统的生命周期效益最大化,同时考虑到不确定性和可靠性限制。成本模型将通过成本-容差和成本-可靠性关系,将制造和系统设计要求整合到设备级优化问题的公式中。这项工作的结果将促进对非确定性微系统生命周期设计的基本发现和理解,特别是其复杂性是由多种现象相互作用导致的系统。这项研究将提高人们对工程设计中考虑不确定性的重要性的认识,并将为纳入概率生命周期设计概念提供一种正式的数学方法。研究活动将纳入本科生和研究生课程。将开发一个基于互联网的计算框架版本,使学生能够在微系统设计过程中发现不确定性的重要性和生命周期可靠性的概念。
英文摘要
This project is concerned with the advancing the fundamental knowledge of life-cycle reliability analysis (LCA) and design optimization with a particular emphasis on engineering microsystems. The goal is to create a rigorous computational framework for studying appropriate formulations of LCA. This framework is a synthesis of (a) reliability analysis and optimization algorithms, (b) life-cycle cost models accounting for the time-variant non-deterministic system response, (c) high-fidelity numerical simulation and sensitivity analysis, and (d) coupled reduced order models. The framework will be embedded into a design methodology that allows the maximization of the life-cycle benefits of microsystems while accounting for uncertainties and reliability constraints. Cost models will be developed that integrate manufacturing and system design requirements into the formulation of the device level optimization problem through cost-tolerance and cost-reliability relations.The outcome of this work will advance the fundamental discovery and understanding of the life-cycle design of non-deterministic microsystems, in particular of systems whose complexity results from the interaction of multiple phenomena. This research will increase the awareness of the importance of accounting for uncertainties in engineering design and will provide a formal, mathematical approach for incorporating probabilistic life-cycle design concepts. The research activities will be integrated into undergraduate and graduate level courses. An Internet-based version of the computational framework will be developed, which will allow students to discover the importance of uncertainties and the concept of life-cycle reliability in the design process of microsystems.
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Collaborative Research: Design of Active Composites Enabled by 3D Printing
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批准号:1463287
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$25.2万
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财政年份:2015
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负责人:Kurt Maute
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依托单位:
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批准号:1340374
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负责人:Kurt Maute
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依托单位:
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批准号:1201207
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项目类别:Standard Grant
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负责人:Kurt Maute
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依托单位:
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批准号:0348759
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2004
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负责人:Kurt Maute
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依托单位:
国内基金
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