کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی ترجمه فارسی نسخه تمام متن
497932 1447459 2014 21 صفحه PDF 26 صفحه WORD دانلود کنید
عنوان انگلیسی مقاله
Sensitivity analysis of the scaled boundary finite element method for elastostatics
ترجمه فارسی عنوان
تحلیل حساسیت روش المان محدود مرزی مقیاس شده روشی برای الاستو استاتیک ها
کلمات کلیدی
تحلیل حساسیت ، روش المان محدود مرزی مقیاس شده، تحلیل حساسیت ویژه، عامل شدت تنش
فهرست مطالب مقاله
چکیده

کلمات کلیدی

1 - مقدمه

2- اساس روش SBFEM

شکل1: ناحیه بسته در مختصات مرزی مقیاس شده

3- تحلیل حساسیت SBFEM

3-1- حل مسائل حساسیت ویژه

3-2- گرادیان ماتریس هامیلتون

3-3- بررسی مسئله مقادیر ویژه متوالی

شکل 2: تقسیم بندی به عناصر جایگزین

4- کاربرد تحلیل مکانیک شکست

شکل 3: ناحیه ترک مدل شده با روش SBFEM  

5- مثال های عددی

5-1- صفحه L شکل با محور اصلی عمودی

شکل 4: صفحه L شکل با محور اصلی عمودی به همراه مدل SBFEM  آن. 

جدول شماره1: مشتقات جابجایی گره C با توجه به پارامترهای مواد صفحه L شکل با محور اصلی عمودی

شکل 5: جابجایی میدان حساسیت نسبت به پارامترهای مواد صفحه L شکل با محور اصلی عمودی

شکل 6: صفحه مستطیلی با لبه ترک دار تحت کشش و مدل SBFEM  آن. 

شکل 7: تأثیر عدد المان بر روی تغییرات SIF ها نسبت به طول ترک a/W.

5-2- صفحه مستطیلی با لبه ترک دار تحت کشش غیرمحوری (حالت I)

شکل 8: میدان های حساسیت جابجایی صفحه مستطیلی با لبه ترک دار تحت کشش

شکل 9: میدان های حساسیت تنش صفحه مستطیلی با لبه ترک دار تحت کشش

شکل 10: میدان های حساسیت تنش صفحه مستطیلی با لبه ترک دار تحت کشش

شکل 11: تأثیر عدد المان بر روی شدت SIF ها  

شکل 12: صفحه مستطیلی با لبه ترک دار تحت برش به همراه مدل SBFEM آن

شکل 13: میدان های حساسیت جابجایی نسبت به a، E، v و P صفحه مستطیلی با لبه ترک دار تحت برش

شکل 14: میدان های حساسیت تنش نسبت به a، E، v و P صفحه مستطیلی با لبه ترک دار تحت برش

5-3- صفحه مستطیلی با لبه ترک دار تحت برش (حالت ترکیبی)

شکل 15: حساسیت SIF های K1 و Kn نسبت به a، E، v و P صفحه مستطیلی با لبه ترک دار تحت برش

6- نتایج
ترجمه چکیده
روش المان محدود مرزی مقیاس شده (SBFEM) یک الگوریتم تحلیل ساختاری نیمه تحلیلی است که تنها مرز محدوده ای را که قرار است تحلیل شود، بدون نیاز به راه حل های اساسی مشخص می نماید و از این رو این روش برای مسائل تنش تکینی و یا محیط های بدون مرز مناسب و کاربردی است. در این مقاله، یک روش تحلیل حساسیت SBFEM برای الاستواستاتیک ها ارائه شده است، که از طریق آن می توان مشتقات مرتبه اول پاسخ های ساختاری را نسبت به پارامترهای طراحی به طور موثر و دقیق استخراج نمود. در این پژوهش برای محاسبه حساسیت ویژه و بردار حساسیت ویژه ماتریس هامیلتون ، روشی پیشنهاد شده است که از آن برای محاسبه مشتق عددی ماتریس سختی استفاده می شود. بر اساس این محاسبات، مقدار حساسیت جابجایی ها و تنش ها با استفاده از یک سری معادلات دیفرانسیل به دست می آید. روش تحلیل حساسیت پیشنهاد شده در این پژوهش برای حل مسائل مکانیک شکست نیز مورد استفاده قرار می گیرد. برای اثبات اعتبار روش پیشنهادی، سه نمونه عددی مورد بررسی قرار می گیرند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
چکیده انگلیسی


• We propose a sensitivity analysis method of the scaled boundary finite element method (SBFEM) for elastostatics.
• We give an approach to compute the eigen-sensitivities of the Hamilton matrix.
• Semi-analytical evaluation of the displacement and stress derivatives.
• We apply it to calculate sensitivities of the stress intensity factors (SIFs) in fracture mechanics.
• We apply it to perform the sensitivity analysis of the orthotropic structures and cracked structures.

As a semi-analytical structural analysis algorithm, the scaled boundary finite-element method (SBFEM) only discretizes the boundary of the analyzed domain without the need of fundamental solutions, which makes it powerful for problems with stress singularity or unbounded foundation media. In this paper, a sensitivity analysis method of SBFEM is proposed for elastostatics, through which the first order derivatives of the structural responses with respect to the design parameters can be obtained efficiently and accurately. An approach is suggested to compute the eigenvalue and eigenvector sensitivities of the Hamilton matrix, which are then used to calculate the analytical derivative of the stiffness matrix. Based on these calculations, the sensitivities of displacements and stresses are further obtained by a series of differential equations. The proposed sensitivity analysis method is also applied to the fracture mechanics problems. Three numerical examples are investigated to demonstrate the validity of the proposed method.

ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering - Volume 276, 1 July 2014, Pages 212–232
نویسندگان
, , , , ,