Sensitivity analysis of the dynamic response of a frame. Part I: Direct differentiation method

• Autorzy: Dąbrowska Olga , Ciurej Henryk

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.19.065.10618

Warianty tytułu

PL

Analiza wrażliwości odpowiedzi dynamicznej ramy. Część I: Metoda bezpośrednia analizy wrażliwości

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a sensitivity analysis related to the solution of a stationary, linear system of second order equations of motion obtained by the Finite Element Method. The Direct Differentiation Method was presented in this paper. The essence of this method is the explicit differentiation of the system of equations with respect to parameters. As a result, derivatives of vectors and matrices are obtained. The necessary material derivatives of vectors and matrices associated with the simplest 3D beam element are presented. Sensitivity analysis consists in searching for changes in physical quantities in relation to selected parameters. Ultimately, the sensitivity analysis comes down to calculating derivatives of specific functions with respect to parameters. Real and continuous design variables are considered.

PL

Analiza wrażliwości polega na poszukiwaniu zmian wielkości fizycznych względem wybranych parametrów. Sprowadza się ona do obliczania pochodnych określonych funkcji. W pracy przedstawiono analizę wrażliwości rozwiązania stacjonarnego, liniowego układu równań ruchu drugiego rzędu otrzymanego metodą elementów skończonych. Przedstawiono metodę bezpośrednią analizy wrażliwości. Polega ona na bezpośrednim zróżniczkowaniu równań względem parametrów. W rezultacie uzyskano pochodne wektorów i macierzy. Przedstawiono niezbędne pochodne materialne wektorów i macierzy związanych z najprostszym elementem belki 3D. Rozpatrywano rzeczywiste i ciągłe zmienne projektowe.

Słowa kluczowe

EN

sensitivity analysis; direct differentiation method; explicit differentiation

PL

analiza wrażliwości; bezpośrednia analiza wrażliwości; pochodne równania ruchu

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Technical Transactions
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 116, iss. 6
• Strony: 119--134
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., wz.

Twórcy

autor

Dąbrowska Olga

• Cracow University of Technology, Institute of Structural Mechanics

autor

Ciurej Henryk

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering

Bibliografia

• [1] Adhikari S., Structural Dynamic Analysis with Generalized Damping Models. Identification, ISTE/John Wiley & Sons, London/New York 2014.
• [2] Atrek E., Virtual loads in response sensitivity analysis, In VIth AIAA/NASA/ISSMO Symposium on Multidisciplinary Analysis and Optimization, AIAA, Bellevue-Washington 1996.
• [3] Atrek E., The virtual loads for response sensitivity analysis of nonlinear structures modeled by finite elements, In WCSMO-3, Bufallo, AIAA, New York 1999.
• [4] Bathe K.-J., Finite Element Procedures, Prentice Hall, New Jersey 1998.
• [5] Chen H-P., Structural Health Monitoring of Large Civil Engineering Structures, Wiley/Blackwell, New York 2018.
• [6] Choi K.K., Kim N.H., Structural Sensitivity Analysis and Optimization. Linear Systems, Mechanical Engineering Series, Springer, New York 2005.
• [7] MSC Software Corporation, MSC.Marc/Mentat Manuals, v. 2018.
• [8] Gopalakrishnan S., Ruzzene M., Hanagud S., Computational Techniques for Structural Health Monitoring, Springer Series in Reliability Engineering, Springer, London 2011.
• [9] Hart G.C., Wong K., Structural Dynamics for Structural Engineers, John Wiley & Sons, New York 2000.
• [10] Haug E.J., Arora J.S., Applied Optimal Design, John Wiley&Sons, New York 1979.
• [11] Holnicki-Szulc J., Virtual Distortion Method, Lecture Notes in Engineering, Springer Berlin Heidelberg 2012.
• [12] Karbhari V.M., Ansari F. (ed.), Structural health monitoring of civil infrastructure systems, CRC Press, New York 2009.
• [13] Kleiber M., Parameter Sensitivity in Nonlinear Mechanics, Wiley, New York 1997.
• [14] Lewandowski R., Redukcja drgań konstrukcji budowlanych, PWN, 2014 (in Polish).
• [15] Nocedal J., Wright S.J., Numerical Optimization, Springer, London 1999.
• [16] Vanderplaats G.N., Multidiscipline Design Optimization, Vanderplaats Research & Development, Inc., Colorado Springs 2007.
• [17] Wilde K., Modal diagnostics of civil engineering structures, Gdańsk University of Technology, 2008.
• [18] Xu Y-L., He J., Smart Civil Structures, CRC Press, 2017.
• [19] Życzkowski M., Structural Optimization under Stability and Vibration Constrains, Springer-Verlag, Wien 1989.

Uwagi

EN

Section "Civil Engineering"

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).