Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Geometryczna analiza wrażliwości konstrukcji prętowych w ujęciu liniowym

Bojczuk D.

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Informatyki

|

2014

|

Vol. 13, Nr 1

66--77

PL

W pracy, przy zastosowaniu metody układów sprzężonych, rozpatrywany jest problem geometrycznej liniowej analizy wrażliwości polegający na wyznaczeniu zmian położenia wybranych punktów (węzłów) konstrukcji prętowych wywołanych tolerancjami wymiarowymi z jakimi wykonano poszczególne elementy ustroju. W szczególności, badano zagadnienie wyznaczania największego przesunięcia i kierunku w którym występuje. Do analizy takiego problemu zaproponowano odpowiedni algorytm numeryczny i przy jego zastosowaniu rozwiązano przykłady ilustracyjne. Na tej podstawie stwierdzono, że całkowita maksymalna zmiana położenia punktu (węzła) konstrukcji może być znacznie większa niż tolerancje z jakimi wykonano jej poszczególne elementy.

EN

The problem of geometric linear sensitivity analysis of bar structures, which consists in determination of position changes of their points (nodes) induced by dimensional tolerances of structure elements, is discussed in the paper. In particular, the problem of determination of maximal translation of certain point and its direction is analyzed using adjoint method. In order to solve this problem numerical algorithm is proposed and next illustrative examples are solved. On this basis it should be noticed, that the total maximal change in point position may be much greater than the values of particular member tolerances.

2

Optimal design of bar structures with their supports in problems of stability and free vibrations

Bojczuk D., Rębosz-Kurdek A.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2014

|

Vol. 52 nr 2

533--546

EN

The problem of maximization of the buckling load and the problem of maximization of the natural vibration frequency under a condition imposed on the global cost is discussed. Cross-sectional areas of bar structures and number of elastic supports, their positions and stiffnesses (or the number and positions of rigid supports) are selected as design parameters. The proposed here algorithm of optimization of bar structures with their supports is applied for analysis of some optimization problems. Illustrative examples confirm applicability of the proposed approach.

3

Optymalne projektowanie konstrukcji prętowych wraz z ich podparciem w problemach stateczności i drgań swobodnych

Bojczuk D., Rębosz-Kurdek A.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2013

|

z. 101

17--18

PL

W pracy rozpatrywany jest problem maksymalizacji obciążenia krytycznego przy wyboczeniu oraz problem maksymalizacji wybranej (np. najmniejszej) częstości giętnych drgań własnych przy warunku nałożonym na maksymalny dopuszczalny koszt konstrukcji. Jako parametry optymalizacji wybrano liczbę podpór sprężystych, ich sztywność i położenie (bądź liczbę i położenie podpór sztywnych), a także pole przekroju poprzecznego konstrukcji. Problemy wyznaczania optymalnej sztywności i położenia podpór sprężystych dla z góry zadanej ich liczby były analizowane w pracach. Z kolei, w publikacji zostały sformułowane warunki optymalności dla ustalonej liczby podpór i warunki modyfikacji przez wprowadzenie nowych podpór. Rozważania przedstawione w niniejszej pracy stanowią ich rozszerzenie. W szczególności, zaproponowano algorytmy optymalizacji konstrukcji prętowych wraz z ich podparciem. Następnie, dla wybranych przykładów przeprowadzono dyskusję dotyczącą ilości potrzebnych podpór w zaleŜności od warunków zamocowania i wartości parametrów kosztowych.

4

Topology optimization of trusses using bars exchange method

Bojczuk D., Rębosz-Kurdek A.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2012

|

Vol. 60, nr 2

185-189

EN

The algorithm of optimization of trusses is presented in the paper, where for topology optimization the bars exchange method is used. In the first case, the problem aimed at cost minimization with a constraint set on global stiffness is formulated. In the second case, the problem of minimizing the cost function subjected to stress and cross-sectional area constraints is discussed and here the multiple-load case is taken into consideration. The conditions for introduction of topology modification and its acceptance are specified. The paper is illustrated with three examples.

5

Application of finite variations to topology and shape optimization of 2D structures

Bojczuk D., Sztebelak W.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2006

|

Vol. 44 nr 2

323-349

EN

The method of simultaneous topology and shape optimization of 2D structures by finite topology modification is presented in the paper. Both, structures in a plane state of stress and bending Kirchhoff's plates are analyzed here. Conditions for the introduction of finite topology modification based on the topological derivative are specified. When the respective condition is satisfied, finite holes and finite variations of existing boundaries are introduced into the structure. Next, standard shape optimization of new holes and variable boundaries is performed. Two basic types of modification are considered here, namely the introduction of holes of a prescribed size and shape and the introduction of holes of an unknown size and shape together with the introduction of finite changes of other boundaries. A heuristic algorithm for optimal design of topology and shape is proposed in the paper. Illustrative examples confirm applicability of the proposed approach.

PL

W pracy rozpatrywana jest metoda jednoczesnej optymalizacji topologii i kształtu konstrukcji dwuwymiarowych przy użyciu skończonych modyfikacji topologii. Rozważania dotyczą zarówno konstrukcji tarczowych pracujących w płaskim stanie naprężenia, jak i płyt Kirchhoffa pracujących w stanie zgięciowym. Przy wykorzystaniu pochodnej topologicznej wyprowadzono warunki wprowadzania skończonych modyfikacji topologii. Gdy spełniony jest odpowiedni warunek modyfikacji, do konstrukcji wprowadzane są otwory o skończonych wymiarach oraz ewentualnie skończone modyfikacje pozostałych brzegów. Następnie wykonywana jest standardowa optymalizacja kształtu otworów i brzegów zewnętrznych. Analizowane są dwa podstawowe typy modyfikacji, a mianowicie wprowadzanie otworów o zadanej wielkości i kształcie oraz wprowadzanie otworów o nieznanej wielkości i kształcie wraz z ewentualną skończoną zmianą pozostałych brzegów. W pracy sformułowano odpowiedni algorytm heurystyczny optymalizacji topologii i kształtu rozpatrywanych konstrukcji. Przedstawione przykłady ilustracyjne potwierdzają przydatność zaproponowanego podejścia.

6

Topological sensitivity derivative : application in optimal design and material science

Mróz Z., Bojczuk D.

Foundations of Civil and Environmental Engineering

|

2006

|

No. 7

229-259

EN

The concept of topologicai derivative is introduced and applied to optimal design of structural elements and to study the material microstructure evolution. For structural design the objective function and constraints provide the optimal design, for material microstructure the free energy and dissipation function generate the process of evolution such as phase transformation, crack growth or void generation. Three general modes of topology variation have been considered: generation of new elements, removing of the existing elements and a substitution of the existing elements by new elements. The cases of infinitesimal and finite topology variations have been discussed and illustrated by examples.

7

Non-linear sensitivity analysis of discrete structures

Bojczuk D., Mróz Z.

Foundations of Civil and Environmental Engineering

|

2002

|

No. 1

19-40

EN

The paper is devoted to uniform formulation of non-linear sensitivity analysis in regular and critical states. It is adapted to finite element method and presented in a matrix form on the level of the finite element. The first and second order design sensitivities of displacement fields and of their discretized functionals in regular states are considered for geometrically non-linear structures, especially for trusses and frames. The design parameters are classified into two groups, namely dimensional or material parameters and configuration parameters. The direct and adjoint methods are used here. Also first and second order sensitivity analysis of limit and bifurcation points with respect to cross-sectional and configuration parameters is studied in the paper. For the bifurcation point the effect of normal forces redistribution for the pre-buckling state is taken into account.

PL

Praca jest poświęcona jednolitemu sformułowaniu analizy wrażliwości dla problemów nieliniowych w stanach regularnych i w stanach krytycznych. Zaproponowano podejście dostosowane do metody elementów skończonych i przedstawione w postaci macierzowej na poziomie pojedynczego elementu skończonego. W przypadku stanów regularnych dla konstrukcji geometrycznie nieliniowych, a w tym w szczególności dla kratownic i ram, rozpatrywano wrażliwość pierwszego i drugiego rzędu pól przemieszczeń uogólnionych oraz ich zdyskretyzowanych funkcjonałów. Uwzględniono dowolne modyfikacje konstrukcji opisane przez zmiany parametrów wymiarowych lub materiałowych oraz parametrów konfiguracyjnych. Zastosowano tutaj zarówno metodę bezpośrednią, jak i metodę układów sprzężonych. W przypadku stanów krytycznych rozważono wrażliwość pierwszego i drugiego rzędu obciążeń granicznych oraz obciążeń krytycznych przy wyboczeniu ze względu na zmiany parametrów przekrojowych i konfiguracyjnych. W problemach dotyczących wyboczenia uwzględniono efekt redystrybucji sil normalnych w stanie przedwyboczeniowym.