%46تخفیف

شناسایی ضرایب سختی و میرایی تکیهگاه تیر طرهای

تعداد 55 صفحه  درword

بخش مکانیک جامدات

کارشناسي ارشد

 رشته مهندسي مکانیک -گرایش طراحی کاربردی

شناسایی ضرایب سختی و میرایی تکیهگاه تیر طرهای

تکیه‌گاه‌ها و اتصالات نقش اساسی و مهمی را در سازه‌های مهندسی ایفا می‌کنند. شناسایی پارامترهای مختلف تکیه‌گاهی ضروری میباشد. پارامترهای سفتی و میرایی مهمترین پارامترهای یک تکیه‌گاه به شمار می‌روند. در این پایان‌نامه یک روش معکوس بر پایه داده‌های اندازهگیری دینامیکی کرنش و شتاب برای شناسایی و بررسی ضرایب سفتی و میرایی تکیه‌گاههای تیرهای طره‌ای و دو سر درگیر بکار برده شده است. به همین منظور، بااستفادهازروشحداقلمربعاتيک مسأله بهينهسازیتعريفشدهاستوسپسبهحلآنپرداختهشدهاست. در تیر طرهای تأثیر پارامترهای مختلفی از قبیل مقدار خطای اندازهگیری، تعداد دادههای اندازهگیری، نوع دادهها (کرنش یا شتاب)، حدس اولیه، محل نصب حسگر، تعدا حسگرها،بازه زمانی اعمال نیرو، مقادیر پارامترهای سفتی و میرایی، زمان دادهبرداریبر پاسخ تحلیل معکوس مورد بررسی قرار گرفتهاند. در تیر دو سر درگیر تنها به بررسی تأثیر مقدار خطای اندازهگیری، تعداد دادههای اندازهگیری، نوع دادهها و تعداد حسگرها بر نتایج پرداخته شده است.

   نتایج نشان میدهند که مسأله تیر دو سر درگیر بسیار مشکلتر از مسأله تیر یک سر درگیر است. استفاده از دادههای شتاب در مسأله تیر طرهای منجر به نتایج بهتری میشود.با بررسی دقیق نتایج عددی بدست آمده، تلاش شده است تا به سؤالات و مشکلاتی که ممکن است در طول آزمون عملی رخ می دهد،پاسخ داده شود.

واژههای کلیدی: تحلیل معکوس، تکیهگاه تیر، ضریب سفتی، ضریب میرایی، دادههای اندازهگیری دینامیکی

عنوان     صفحه

1- فصلاول: مقدمه 2

1-1- اهمیتموضوع 2

1-2- هدفازانجاماینپایان‌نامهومراحلانجامآن 5

2- فصلدوم: مروریبرمطالعاتپیشین 8

2-1- مقدمه 8

2-2-تاریخچهارتعاشاتتیرها 8

2-3-تاریخچهتحلیلمعکوس 9

2-3-1-شناساییمعکوسبارهایضربهای 10

2-3-2-شناساییمعکوسثابتهایمواد 11

2-3-3-مسائلشناساییترکوعیوب 11

2-4-تاریخچهکاربردفنرهاودمپرها 12

3- فصلسوم: مبانیتئوری 17

3-1- مقدمه 17

3-2-روندکلیحلیکمسألهمعکوس 18

3-2-1-تعریفمسأله 20

3-2-2-ارائهمدلمستقیم 20

3-2-3-محاسبهحساسیتبینخروجیهاوپارامترها 20

3-2-4-طراحیآزمایش 21

3-2-5-کمینهکردنخطایاندازهگیری 21

3-2-6-بکارگیریفرمولبندیمعکوس 21

3-2-7-بازبینیپاسخ 22

3-3-مفاهیماساسیمسائلمعکوس 22

3-4-فرمولبندیمعکوس 28

3-5-انتخابخروجیها 30

3-6-هموارسازیبرایمسائلبدنهاده 31

3-7- روشهایبهینهسازی 33

3-7-1- روشهایجستجویمستقیم 36

3-7-2- روشهایجستجوبرپایهگرادیان 37

3-7-3-روشغیرخطیحداقلمربعات 37

3-7-4-روشهایپیداکردنریشه 38

3-7-5-الگوریتمهایژنتیک 38

3-7-6-نکاتیدرخصوصروشهایبهینهسازی 39

4- فصلچهارم: نحوهانجامتحقیق Error! Bookmark not defined.

4-1-مقدمه Error! Bookmark not defined.

4-2-تشریحمدلپیشنهادی Error! Bookmark not defined.

4-3-فرمولبندیتحلیلمعکوس Error! Bookmark not defined.

4-3-1-محاسبهماتریسحساسیت Error! Bookmark not defined.

4-3-2-شبیهسازیدادههایاندازهگیری Error! Bookmark not defined.

4-3-3-انجاممحاسباتدرنرمافزار Error! Bookmark not defined.

4-5-بررسیتأثیرپارامترهایمختلفبرپاسخزمانمندتیرطرهای Error! Bookmark not defined.

4-5-1-بررسیتأثیربازه اعمالنیروبرپاسختیرطرهای Error! Bookmark not defined.

4-5-2-بررسیتأثیرضریبسفتیبرپاسختیرطرهای Error! Bookmark not defined.

4-5-3-بررسیتأثیرضریبمیراییبرپاسختیرطرهای Error! Bookmark not defined.

5- فصلپنجم: مثالهایعددی Error! Bookmark not defined.

5-1-مقدمه Error! Bookmark not defined.

5-2-بررسیتیریکسردرگیر (تیرطرهای) Error! Bookmark not defined.

5-2-1-بررسیتأثیرخطایاندازهگیریبرپاسخمعکوسدرتیرطرهای Error! Bookmark not defined.

5-2-2-بررسیروندهمگراییپاسخمعکوسدرتیرطرهای Error! Bookmark not defined.

5-2-3-بررسیتأثیرمحلقرارگیریحسگربرپاسخمعکوسدرتیرطرهای Error! Bookmark not defined.

5-2-4-بررسیتأثیرتعداددادههایاندازهگیریبرپاسخمعکوسدرتیرطرهای Error! Bookmark not defined.

5-2-5-بررسیتأثیرتعدادحسگربرپاسخمعکوسدرتیرطرهای Error! Bookmark not defined.

5-2-6-بررسیتأثیرمقدارحدساولیهبرپاسخمعکوسدرتیرطرهای Error! Bookmark not defined.

5-2-7-بررسیتأثیرزماناعمالنیروبرپاسخمعکوسدرتیرطرهای Error! Bookmark not defined.

5-2-8-بررسیتأثیراختلافزمانیبرپاسختیرطرهای Error! Bookmark not defined.

5-2-9-بررسیتأثیرزماندادهبرداریبرپاسخمعکوسدرتیرطرهایبدوندرنظرگرفتناختلافزمانی Error! Bookmark not defined.

5-2-10-بررسیتأثیرزماندادهبرداریبرپاسخمعکوسدرتیرطرهایبادرنظرگرفتناختلافزمانی Error! Bookmark not defined.

5-2-11-بررسیتأثیرمحلاعمالنیروبرپاسخمعکوسدرتیرطرهای Error! Bookmark not defined.

5-2-12-بررسیتأثیرمقدارضریبمیراییبرپاسخمعکوسدرتیرطرهای Error! Bookmark not defined.

5-2-13-بررسیتأثیرمقدارضریبسفتیبرپاسخمعکوسدرتیرطرهای Error! Bookmark not defined.

5-3-بررسیتیردوسردرگیر Error! Bookmark not defined.

5-3-1-بررسیتأثیرخطایاندازهگیریبرپاسخمعکوسدرتیردوسردرگیر Error! Bookmark not defined.

5-3-2-بررسیتأثیرتعداددادههایاندازهگیریبرپاسخمعکوسدرتیردوسردرگیر Error! Bookmark not defined.

5-3-3-بررسیتأثیرتعدادحسگرهابرپاسخمعکوسدرتیردوسردرگیر Error! Bookmark not defined.

6- فصلششم: نتیجهگیریوپیشنهادات Error! Bookmark not defined.

6-1-مقدمه Error! Bookmark not defined.

6-2-نتیجهگیری Error! Bookmark not defined.

6-3-پیشنهادات Error! Bookmark not defined.

مراجعومنابع 42

فهرست شکل‌ها

عنوان   صفحه
شکل (1-1): کاربردهایی از تیرهای طرهای …………………………………………………………………………… 4
شکل (3-1): روندکلیحلیکمسألهمعکوس …………………………………………………………………….. 19
شکل (3-2): میله مستقیم با سطح مقطعهای متفاوت، ساخته شده از دو ماده، تحت نیروهای  و ……………………………………………………………………………………………………………………… 23
شکل (3-3): میله مستقیم با سطح مقطع یکنواخت  تحت نیروی ………………………………….. 25
شکل (3-4): مقایسهبینجابجاییدقیقواندازهگیریشدهدریکمیلهمستقیم ……………….. 26
شکل (3-5): مقایسهمقدارنیرویتخمینزدهشدهبرحسبمقدارواحدنیرویدقیق ………… 27
شکل (4-1): تیرطرهایمعادلشده ……………………………………………………………………………………… 44
شکل (4-2): شماتیک تیر طرهای تحت نیروی زمانمند ………………………………………………………… 50
شکل (4-3): نمودارنیروبرحسبزمان ………………………………………………………………………………… 50
شکل (4-4): سیستم جرم-فنر معادل با تیر طرهای ………………………………………………………………. 51
شکل (4-5): نمودار کرنش-زمان تیر طرهای با تکیهگاه ایدآل تحت اثر ضربه برای مقادیر مختلف ………………………………………………………………………………………………………………………………. 53
شکل (4-6): سیستم جرم-فنر معادل شده برای تیر طرهای معادل شده ………………………………. 54
شکل (4-7): نمودار کرنش-زمان تیر طرهای تحت اثر ضربه برای مقادیر مختلف پارامتر بیبعد شده ………………………………………………………………………………………………………………………… 56
شکل (4-8): نمودار کرنش-زمان تیر طرهای تحت اثر ضربه برای مقادیر مختلف  …………….. 58
شکل (5-1): تیر طرهای معادل شده (تکرار شکل (4-1)) …………………………………………………….. 62
شکل (5-2): شماتیکی از نقطه دادهبرداری (نقطه ) و محل اعمال نیرو در تیر طرهای ………. 63
شکل (5-3): نمودار کرنش-زمان نقطه  از تیر معادل شده تحت اثر ضربه در انتهای تیر در تیر طرهای…………………………………………………………………………………………………………………………. 63
شکل (5-4): نمودار شتاب-زمان نقطه  از تیر معادل شده تحت اثر ضربه در انتهای تیر در تیر طرهای………………………………………………………………………………………………………………………………. 64
شکل (5-5): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای خطاهای مختلف اندازهگیری با در نظر گرفتندادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای …………………………………………… 65
شکل (5-6): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای خطاهای مختلف اندازهگیری با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ……………………………………………. 66
شکل (5-7): روند همگرایی پاسخ تحلیل معکوس با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ……………………………………………………………………………………………….. 67
شکل (5-8): روند همگرایی پاسخ تحلیل معکوس با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ……………………………………………………………………………………………….. 68
شکل (5-9): شماتیکی از نقاط قرارگیری حسگر در تیر طرهای …………………………………………….. 69
شکل (5-10): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مکانهای مختلف اندازهگیری با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای …………………………………………… 69
شکل (5-11): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مکانهای مختلف اندازهگیری با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ……………………………………………. 70
شکل (5-12): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای تعداددادههایاندازهگیریو با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای …………………………………………… 71
شکل (5-13): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای تعداددادههایاندازهگیریو با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ……………………………………………. 71
شکل (5-14): شماتیکی از نقاط دادهبرداری (نقاط  و ) در تیر طرهای …………………………….. 72
شکل (5-15): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای تعدادکرنشسنجها در تیر طرهای ………… 73
شکل (5-16): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای تعدادشتابسنجها در تیر طرهای …………. 73
شکل (5-17): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف حدس اولیه و با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای …………………………………………… 74
شکل (5-18): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف حدس اولیه و با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ……………………………………………. 75
شکل (5-19): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف زمان اعمال نیرو و با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای …………………………………….. 76
شکل (5-20): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف زمان اعمال نیرو و با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ……………………………………… 77
شکل (5-21): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف  و با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ………………………………………………………. 78
شکل (5-22): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف  و با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ……………………………………………………….. 78
شکل (5-23): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف  و با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای، بدون در نظر گرفتن اختلاف زمانی 80
شکل (5-24): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف  و با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای، بدون در نظر گرفتن اختلاف زمانی . 80
شکل (5-25): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف  و با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای و با در نظر گرفتن اختلاف زمانی . 82
شکل (5-26): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف  و با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای و با در نظر گرفتن اختلاف زمانی .. 82
شکل (5-27): شماتیکی از نقاط اعمال نیرو در تیر طرهای ……………………………………………………. 83
شکل (5-28): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مکانهای مختلف اعمال نیرو با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای …………………………………………… 84
شکل (5-29): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مکانهای مختلف اعمال نیرو با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ……………………………………………. 84
شکل (5-30): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف  با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای………………………………………………………. 86
شکل (5-31): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف  با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ……………………………………………………….. 86
شکل (5-32): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف  با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ………………………………………………………. 87
شکل (5-33): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای مقادیر مختلف  با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر طرهای ……………………………………………………….. 88
شکل (5-34): تیر دوسردرگیر معادل شده …………………………………………………………………………… 89
شکل (5-35): شماتیکی از نقطه دادهبرداری (نقطه ) و محل اعمال نیرو در تیر دو سردرگیر ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 90
شکل (5-36): نمودار کرنش-زمان نقطه  از تیر معادل شده تحت اثر ضربه در وسط تیر در تیر دو سردرگیر………………………………………………………………………………………………………………… 90
شکل (5-37): نمودار شتاب-زمان نقطه  از تیر معادل شده تحت اثر ضربه در وسط تیر در تیر دو سردرگیر ………………………………………………………………………………………………………………… 91
شکل (5-38): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای خطاهای مختلف اندازهگیری با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر دو سردرگیر………………………………….. 92
شکل (5-39): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای خطاهای مختلف اندازهگیری با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر دو سردرگیر …………………………………… 92
شکل (5-40): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای تعداددادههایاندازهگیریو با در نظر گرفتن دادههای کرنش به عنوان داده اندازهگیری در تیر دو سردرگیر ………………………………….. 94
شکل (5-41): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای تعداددادههایاندازهگیریو با در نظر گرفتن دادههای شتاب به عنوان داده اندازهگیری در تیر دو سردرگیر …………………………………… 95
شکل (5-42): شماتیکی از نقاط دادهبرداری (نقاط  و ) در تیر دو سردرگیر ………………….. 96
شکل (5-43): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای تعدادکرنشسنجها در تیر دو سردرگیر 96
شکل (5-44): خطای پاسخ تحلیل معکوس به ازای تعدادشتابسنجها در تیر دو سردرگیر 97

فهرست نشانه­هاي اختصاري

مساحت سطح مقطع تیر
عرض تیر
ثابت انتگرالگیری
دمپر پیچشی خطی ویسکوز در تیر یک سر درگیر
دمپر پیچشی خطی ویسکوز تکیهگاه سمت چپ تیر دو سر درگیر
دمپر پیچشی خطی ویسکوز تکیهگاه سمت راست تیر دو سر درگیر
میرایی ساختاری تیر
دمپر خطی بیبعد شده تیر طرهای
دمپر پیچشی معادل
مدول الاستیسیته
درصد خطای ایجاد شده در پاسخ تحلیل معکوس تیر طرهای
درصد خطای ایجاد شده در پاسخ تحلیل معکوس تیر دو سر درگیر
سطح خطای اندازهگیری، تلورانس
مقدار بیشینه نیروی ضربه
نیروی اعمالی به تیر
قید نامساوی در فرمولبندی بهینهسازی
ضخامت تیر
قید مساوی در فرمولبندی بهینهسازی
گشتاور دوم سطح حول محور
فنر پیچشی خطی
فنر خطی بیبعد شده تیر طرهای
ضریب سفتی تیر طرهای
فنر پیچشی معادل
فنر خطی معادل تیر طرهای
فنر پیچشی تکیهگاه سمت چپ تیر دو سر درگیر
فنر پیچشی تکیهگاه سمت راست تیر دو سر درگیر
طول تیر
تعداد حسگرها
ممان خمشی حول محور
جرم معادل تیر طرهای
جرم تیر
تعداد دادههای هر حسگر
تعداد کل دادههای اندازهگیری
تعداد مجهولات تحلیل معکوس
بردار پارامتری
تعداد تکرارهای انجام شده
شماره تکرار
ماتریس حساسیت
جابجایی محوری تیر
دوره تناوب تیر طرهای
زمان دوره صعودی نیروی ضربه
زمان کل اعمال نیروی ضربه
زمان دادهبرداری دادههای حسگر
نسبت زمان اعمال نیروی ضربه به دوره تناوب تیر
بردار خروجی تحلیل معکوس
محل نصب حسگر
مختصات دکارتی تیر
بردار ورودی تحلیل معکوس
خطای نسبی
پارامتر مشتقگیری
کرنش در جهت محور تیر
چگالی
نسبت پواسون
فرکانس تیر طرهای
فرکانس توزیع خطا
تابع هدف
نسبت اختلاف زمانی بین دادههای نیرو و کرنش (شتاب)

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “شناسایی ضرایب سختی و میرایی تکیهگاه تیر طرهای”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo