Metoda Impulsowych Dystorsji Wirtualnych z zastosowaniem do modelowania i identyfikacji defektów w konstrukcjach

Zieliński, T. G.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Metoda Impulsowych Dystorsji Wirtualnych z zastosowaniem do modelowania i identyfikacji defektów w konstrukcjach

Autorzy

Zieliński T. G.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://prace.ippt.gov.pl/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Języki publikacji

Abstrakty

Głównym celem rozprawy jest zaprezentowanie oryginalnej koncepcji zastosowania idei tzw. dystorsji wirtualnych do problemów dynamiki konstrukcji. Do tej pory podejście dystorsyjne stosowano z powodzeniem w zagadnieniach statyki konstrukcji w postaci twz. Metody Dystorsji Wirtualnych (MDW). Fundamentem dla wszelkich obliczeń dokonywanych w ramach tej metody jest tzw. macierz wpływu. Taką statyczną macierz wpływu starano się również w specyficzny sposób wykorzystywać w celu rozwiązania pewnych problemów dynamicznych. W niniejszej pracy zostanie przedstawiona Metoda Impulsowych Dystorsji Wirtualnych (MIDW) pozwalająca na w pełni konsekwentne wykorzystanie podejścia dystorsyjnego dla zagadnień dynamiki konstrukcji. Ten uwidoczniony w tytule cel nie jest jednak jedynym zadaniem niniejszej rozprawy. Pośrednim, choć również istotnym zamierzeniem autora było przedstawienie ogólnej meotdologii realizacji idei dystorsji wirtualnych w konstrukcjach składających się z dowolnych elementów skończonych. Praca, a zwłaszcza zawarte w niej obliczenia i przykłady numeryczne bazują na zrealizowanym przez autora obiektowym programie dotyczącym Metody Elementów Skończonych (MES) dla mechaniki konstrukcji, w którym po raz pierwszy zaprojektowano i zrealizowano obiektowe ujęcie metod dystorsyjnych (zarówno dla statyki jak i dynamiki). Obiektowa realizacja oprogramowania stanowiła z punktu widzenia autora kolejny, bardzo ważny cel pracy. Praca prezentuje sposób wykorzystania dystorsji wirtualnyc do pisu wrażliwości konstrukcji obciążonej dynamicznie na modyfikację parametrów, związanych z jej cechami sztywnościowymi. Kolejnym zamierzeniem było więc opracowanie algorytmu opartego na MIDW, pozwalającego dokładnie obliczać gradienty tzw. funkcji przejścia opisujących propagację fali sprężystej wzbudzonej w konstrukcji. Końcowym zadaniem niniejszej rozprawy jest zastosowanie podejścia dystorsyjnego do problemu modelowania i identyfikacji defektów w konstrukcjach, m.in. w celu niebanalnej weryfikacji opracowanych metod i algorytmów.

Słowa kluczowe

inżynieria lądowa konstrukcja budowlana

civil engineering

Wydawca

Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN

Czasopismo

Prace Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN

Rocznik

2004

Tom

nr 4

Strony

3--160

Opis fizyczny

Bibligr. 54 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Zieliński T. G.

Bibliografia

1. M. A. Akgün. J. H. Garcelon, R. T. Haftka, Fast exact liucar and non-linear structural reanalysis and the Shermnan Morrison Woodbury formulas. International Journal for Numerical Methods in Engineering, Vol. 50. 2001.
2. K.-J. Bathe, Finite Element Procedures in Engineering Analysis, Prentice Hall, 1981.
3. K.-J. Bathe, E. L. Wilson, Numerical Metliods in Finite. Element Method. Prentice Hall, 1976.
4. Cz. Branicki, R. Ciesielski. Z. Kacprzyk, J. Kawecki. Z. Kączkowski. G. Rakowski. Mechanika Budowli. Ujęcie komputerowe, Tom 1. Arkady. Warszawa 1991.
5. T. Chmielewski. Z. Zembaty, Podstawy dynamiki budowli. Arkady. Warszawa 1998.
6. R. Ciesielski. A. Gomuliński. Z. Kacprzyk, .1. Kawecki, J. Langer, G. Rakowski, Z. Reipert, M. Witkowski. Mechanika Budowli. Ujęcie komputerowe, Tom 2, Arkady, Warszawa 1992.
7. A. Garstecki, A. Glema. Sensitivity analysis and optinial redesign of columns in the State of initial distortions and prestress. Structural Optimization. Vol.3. 1991.
8. J. Gierliński. J. Holnicki-Szulc. J. D. Sorensen. Sensitivity analysis of structures by Virtnal Distortion Method, Proc. of the 3rd IFIP Conference on Reliability and Optimization of Stractural Systems Berkeley. USA. 1990.
9. A. Gomuliński, M. Witkowski. Mechanika budowli. Kurs dla zaawansowanych., Vol. 3. 1991.
10. .J. Holnicki-Szulc, Distortion problems in bar structures, Proc. Symposium of International Association for Shell and Spatial Structures on Industrialized Shell and Spatial Structures, June, Kielce, 1973.
11. J. Holnicki-Szulc, Problemy sprężania ośrodków dwufazowych. Mechanika Teoretyczna i Stosowana. Vol. 18. No. 1. 1976.
12. J. Holnicki-Szulc, Prestress of truss and frame structures, Journal of Structural Engineering ASCE, Vol. 105. No. 3. 1979.
13. J. Holnicki-Szulc, R. Haftka. Degradation od elastic structures simulation by inital distortions, Mechanics uf Structures and Machines. Vol. 15. No. 1. 1987.
14. J. Holnicki-Szulc, Optimal structural rotuodelling simulation by virtual distortions, Communications in Applied Numerical Methods. Vol. 5. No. 5. 1989.
15. J. Holnicki-Szulc, Dystorsje w układach konstrukcyjnych. Analiza, sterowanie, modelowanie. Biblioteka Mechaniki Stosowanej. Seria A. Monografie, IPPT PAN. PWN. Warszawa -Poznań 1990.
16. J. Holnicki-Szulc, Virtual Distortion Method. Lecture Notes in Engineering. Vol-65, edited by C.A. Brebbia and S. A. Orszag. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 1991.
17. J. Holnicki-Szulc, Damping of vibration by actively controlled initial distortions. J. Aerospace Eng. ASCE. Vol. 4. No. 1. 1991.
18. J. Holnicki-Szulc, Analysis of prestressed visco-elastic structures by the Virtual Distortion Method. Engineering Transactions. Vol.40. No. 1. 1992.
19. J. Holnicki-Szulc, Optimal design of adaptive composites Virtual Distortion Method approach. Proc. 5th AIAA/NASA/USAF/ISSMO Symposium on Multidhsciplinary Optimization,. May. Goslar. Germany. 1994.
20. .J. Holnicki-Szulc, J.T. Gierliński, Structural modifications siumulated by initial distortions, International Journal for Numerical Methods in Engineering. Vol. 28. No. 3. 1989.
21. J. Holnicki-Szulc, J.T. Gierliński, Structural Analysis, Design and Control by the Virtual Distortion Method. John Wiley & Sons. Chichester 1995.
22. J. Holnicki-Szulc, R. Haftka, Vibration mode shape control bv prestressing. AIAA Journal. Vol. 30. No. 7. 1992.
23. J. Holnicki-Szulc, P. Kołakowski, N. Nasher, Identification of leakages in water networks Virtual Distortion Method approach, Proc. of the. 5th World Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization, 19-23 May, Lido di Jesolo, Italy. 2003.
24. J. Holnicki-Szulc, Z. Mróz, Active control of stresses and deflections of elastic strictures by means of imposcd distortions, Proc. of the 2nd Int. Symposium on Strnctural Control University of Waterloo. 1985.
25. J. Holnicki-Szulc, P. Pawłowski, M. Wikło, High performance impact absorbing materials the concept, design tooLs and applications. Smart MAterials and Structures, Vol. 12. 2003.
26. J. Holnicki-Szulc, M. Wikło, Adaptive multifolding microstructures. Proc. Smart Technology Demonstrators and Devices, 12-14 December. Edinburgh. UK. 2001.
27. J. Holnicki-Szulc, M. Wikło, Adaptive microstructures, Proc. VIII French-Polish Confcrence on Mechanics. Warsaw University of Technology, SIMR, Warsaw. 2001.
28. J. Holnicki-Szulc, T G. Zieliński, Damage identification metliod based on analysis of perturbation of clastic waves propagation. Proc. 2nd International Workshop on “Structural Health Monitoring”, Stanford University, 8-10 September 1999. Palo Alto, USA.
29. J. Holnicki-Szulc, T. G. Zieliński, New damage identification method through the gradient based optimisation. Proc. COST International Conference on "System Identification & Structural Health Monitoring”. Madrid. 6-9 June 2000.
30. J. Holnicki-Szulc, T. G. Zieliński, Damage identification method based on analysis of perturbation of elastic waves propagation, Proc. SMART’01 Advanced Course on “Structural Contiol and Health Monitoring”. Warsaw, 22-25 May 2001.
31. D. J. Inman, Engincering Vibrations. Prentice Hall. Englewood Cliffs. New Jersey 1996.
32. M. Kleiber. Wprowadzenie do metody elementów skończonych PWN. Warszawa-Poznań. 1989.
33. L. Knap, J. Holnicki-Szulc, Optimal design of adaptive structures for the best crashworthiness. Proc. 3rd World Congress of Structural and Multidesciplinary Optimization, 17-21 May. Buffalo. USA 1999.
34. L. Knap, J. Holnicki-Szulc, Optimal design of adaptive structures for best crashworthiness, Proc. of Polish-German Seminar on Developrnent Trends in Design of Machines and Vehicles. October. Köln, Germany.
35. P. Kołakowski, Analiza wrażliwości i optymalne projektowanie konstrukcji kratowych Metodą Dystorsji Wirtualnych. Prace IPPT PAN, Warszawa 1998.
36. P. Kołakowski, J. Holnicki-Szulc, Optimal remodelling of truss structures simulation by virtual distortions, Computer Assisted Mechanics and Engincering Sciences. Vol.4. 1997.
37. P. Kołakowski, J. Holnicki-Szulc, Sensitivity aualysis of truss structures (Virtual Distortion Method approach). Int.. Journal for Numcrical Methods in Engincering. Vol. 43, 1998.
38. Y. W. Kwon, H. Bang, The Finite Element Method using MATLAB. CRC Press. Boca Raton. Florida 1997.
39. A. Maćkiewicz, J. Holnicki-Szulc. F. López-Almansa, Optimal location of actuators for active stress control Proc. of the 1st Europeen Conference on Structurnl Control, Barcelona, 29-31 May. 1996.
40. P. V. Makode, M. R. Ramirez, R. B. Corotis, Reanalysis of rigid frame structures by the Virtual Distortion Method. Structural Optimization. Vol. 11. 1996.
41. W. Nowacki, Teoria sprężystości (wvd.2). PWN. Warszawa 1970.
42. W. Nowacki. Distortion problem in micropolar elasticity. Buli. Acad. Polon. Sci., Vol. 21. 1973.
43. A. Preumont. Vibrntion Control of Active Structure. Kluwer Academic Publ., 1997.
44. A. Preumont, Active vibration control. Proc.. SMART’01 Advanced Course, on “Structural Control and Health Monitoring”, Warsaw. 22-25 May 2001.
45. J.S. Przemieniecki, Theory of Matrix Structural Analysis, Dover Publications. Inc., New York 1985.
46. J. Putresza, Sub-incremental technique for elasto-plastic analysis of frames using the Virtual Distortion Method, Report of WS Atkins Safety & Technology, Epsom, UK, 1995.
47. G. Rakowski, Z. Kacprzyk, Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej. Warszawa 1993.
48. J. Sobieszczański-Sobieski, Structural modification by Perturbation Method, Journal of Structural Engineering ASCE. Vol. 94. No. 12, 1968.
49. R.C. Turner, J.T. Gierliński, G.M. Zintilis, M.J. Baker, J. Holnicki-Szulc ,The Virtual Distortion Method applied to the reliability analysis of offshore structures Proc. of the 2nd IFIP Conference on Reliability and Optimization of Structural Systems London. UK. 1988.
50. D. Wiącek, J. Holnicki-Szulc, Damage prediction in historical buildings, Proc. of the 2nd Wor ld Congress of Structural and Multidisciplinary Optimisation, 17-21 May. Zakopane 1997.
51. D. Wiącek, J. Holnicki-Szulc, Progressive damage analysis in historical buildings VDM approach. Proc. of the 5th International Conference on Computational Plasticity,17-20 March, Barcelona. 1997.
52. D. Wiącek, J. Holnicki-Szulc, Optimal reinforcement of historical buildings (Virtual Distortion Method approach). Proc. of the .3rd World Congress of Structural and Multidisciplinary Optimisation. 17-21 May. Buffalo. USA. 1999.
53. D. Wiącek, Monitorowanie, ocena i przewidywanie rozwoju zniszczeń w budynkach historycznych. Praca doktorska. Warszawa. 2001.
54. O.C. Zienkiewicz. The Finite Element Method. McGraw-Hill. 1997.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPB4-0018-0007