| کد مقاله | کد نشریه | سال انتشار | مقاله انگلیسی | نسخه تمام متن |
|---|---|---|---|---|
| 497932 | 862951 | 2014 | 21 صفحه PDF | دانلود رایگان |
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
• 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.
Journal: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering - Volume 276, 1 July 2014, Pages 212–232