Sách chưa phân loại, sách kiến thức Ebook download miễn phí
Nội quy chuyên mục: - Hiện nay có khá nhiều trang chia sẻ Tài liệu nhưng mất phí, đó là lý do ket-noi mở ra chuyên mục Tài liệu miễn phí.

- Ai có tài liệu gì hay, hãy đăng lên đây để chia sẻ với mọi người nhé! Bạn chia sẻ hôm nay, ngày mai mọi người sẽ chia sẻ với bạn!
Cách chia sẻ, Upload tài liệu trên ket-noi

- Những bạn nào tích cực chia sẻ tài liệu, sẽ được ưu tiên cung cấp tài liệu khi có yêu cầu.
Nhận download tài liệu miễn phí
By miumiususu1
#625302

Download Đồ án Phân tích độ nhạy bài toán điều khiển kết cấu miễn phí





MỤC LỤC
MỞ ĐẦU.1
CHƯƠNG I. MỘT CÁCH BIỂU DIỄN VÀ TÍNH TOÁN HÌNH THỨC CHO PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN .4
1.1. PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN TRONG CƠ HOC VẬT RẮN .4
1.1.1.Mô hình .4
a.Mô hình tương thích .6
b.Mô hình cân bằng .6
c.Mô hình hỗn hợp .6
1.1.2.Cơ sở của phương pháp phần tử hữu hạn .6
1.1.3.Các dạng phần tử hữu hạn cơ bản thường dùng . .12
 
1.2. PHẦN TỬ THAM CHIẾU . 13
 
1.3. TÍNH TOÁN HÌNH THỨC (SYMBOLIC) CHO PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN . .15
1.3.1.Lập trình tính toán hình thức (symbolic) . 15
1.3.2.Một cách biểu diễn của phương pháp phần tử hữu hạn cho lập trình tính toán
hình thức . 17
CHƯƠNG II. PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN ĐỘ NHẠY KẾT CẤU.21
2.1.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC VẤN ĐỀ TỔNG QUÁT VỀ ĐỘ NHẠY KẾT CẤU.21
2.1.1.Hệ nhiều bậc tự do-sự trực dao của các dạng riêng . .21
2.1.2.Phân tích độ nhạy kết cấu theo các dạng dao động riêng . .23
2.1.3.Phân tích độ nhạy kết cấu cho bài toán tĩnh học và động lực học tổng quát.25
2.1.3.1.Khái niệm .25
2.1.3.2.Tính toán độ nhạy kết cấu . 26
2.2.PHÂN TÍCH ĐỘ NHẠY KẾT CẤU THEO PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN . 30
2.2.1.Phân tích độ nhạy chuyển vị của bài toán tĩnh 30
2.2.2.Phân tích độ nhạy ứng suất của bài toán tĩnh . 33
2.2.3.Phân tích độ nhạy giá trị riêng và vector riêng . .35
 
 
 
 
 
 
CHƯƠNG III.ỨNG DỤNG ĐỘ NHẠY TRONG TÍNH TOÁN TỐI ƯU VÀ ĐIỀU KHIỂN KẾT CẤU.37
3.1.TỔNG QUAN VỀ TỐI ƯU HÓA KẾT CẤU 37
3.1.1.Mở đầu . 37
3.1.2.Tối ưu hóa theo quy hoạch toán học . .38
3.1.3.Tối ưu hóa theo phương pháp tiêu chuẩn tối ưu .39
3.2.ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH ĐỘ NHẠY TRONG TÍNH TOÁN TỐI ƯU KẾT CẤU . 42
3.2.1.Mở đầu .42
3.2.2.Tính toán tối ưu kết cấu bị ràng buộc chuyển vị . 44
3.2.2.1.Phân tích độ nhạy chuyển vị . 44
3.2.2.1.Điều chỉnh biến thiết kế 46
3.2.3.Tính toán tối ưu kết cấu bị ràng buộc ứng suất 48
3.2.3.1.Phân tích độ nhạy ứng suất . 48
3.2.3.2.Điều chỉnh biến thiết kế . .49
3.2.4.Điều chỉnh đồng thời nhiều biến thiết kế .50
 
CHƯƠNG IV.MỘT SỐ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN SỐ 53
 
4.1.PHÂN TÍCH ĐỘ NHẠY KẾT CẤU .53
4.1.1.Tính toán phân tích độ nhạy của hệ có các phần tử thanh dầm .53
4.1.2. Tính toán phân tích độ nhạy của hệ có các phần tử khung .55
4.1.3. Tính toán phân tích độ nhạy của hệ có các phần tử thanh dàn . 57
4.1.4. Tính toán phân tích độ nhạy của hệ có các phần tử tấm và vỏ . .59
a.Tính độ nhạy hệ tấm chịu uốn có liên kết biên ngàm hai canh . .59
b.Tính độ nhạy hệ tấm chịu uốn có liên kết biên ngàm bốn cạnh .61
c.Tính độ nhạy hệ tấm vỏ tổng quát . .63
4.1.5.Phân tích độ nhạy của hệ liên hiệp các phần tử khung tấm .65
4.1.6.Tính toán phân tích độ nhạy của hệ liên hiệp vỏ mỏng có gờ .67
4.2.ỨNG DỤNG ĐỘ NHẠY KẾT CẤU.69
4.2.1.Ứng dụng độ nhạy trong tính toán thiết kế tối ưu 69
a.Tính toán thiết kế tối ưu kết cấu dàn thép . .69
b.Tính toán thiết kế tối ưu kết cấu nhà cao tầng .72
4.2.2.Ứng dụng độ nhạy trong tính toán gia cường kết cấu hiên hữu .73
4.2.2.1.Thiết kế gia cường để nâng chiều cao trụ tháp hiện hữu .73
4.2.2.2.Đánh giá mức độ ổn định và gia cường công trình tường chắn đất hiện hữu .77
 
KẾT LUẬN . .77
 
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 78
 



++ Để DOWNLOAD tài liệu, xin trả lời bài viết này, mình sẽ upload tài liệu cho bạn ngay!

Tóm tắt nội dung:

Chương I
MỘT CÁCH BIỂU DIỄN VÀ TÍNH TOÁN HÌNH THỨC CHO PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN
PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN TRONG CƠ HỌC VẬT RẮN
Mô hình
Các bài toán trong cơ học vật rắn biến dạng có thể tóm tắt theo sơ đồ phân loại như hình 1.1 dưới đây, trong đó các bài toán được sắp xếp theo mức độ từ đơn giản đến phức tạp.
Phương pháp phần tử hữu hạn đặc biệt có hiệu quả để tìm dạng gần đúng của một hàm chưa biết trong miền xác định của nó. Phương pháp phần tử hữu hạn khác phương pháp Ritz và Galerkin ở chỗ nó không tìm dạng xấp xỉ của hàm cần tìm trong toàn miền xác định mà chỉ trong từng miền con thuộc miền xác định đó. Do đó việc đầu tiên khi áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn là thay thế miền tính toán bằng các miền con được gọi là các phần tử.
Các phần tử này xem như chỉ nối nhau ở một số điểm xác định trên các mặt hay các cạnh biên của các phần tử (hình 1.2). Hình dạng các phần tử được chọn sao cho có khả năng xấp xỉ sát nhất hình dạng mặt biên của miền tính toán.

Trong các bài toán cơ học kết cấu, tùy theo ý nghĩa vật lý của hàm xấp xỉ, Phương pháp phần tử hữu hạn có thể được dựa trên 3 loại mô hình:
Mô hình tương thích: Xấp xỉ dạng phân bố của chuyển vị bên trong phần tử. Các ẩn số được xác định dựa trên cơ sở nguyên lý biến phân Lagrange (hay nguyên lý công ảo).
Mô hình cân bằng: Là dạng đối ngẫu của mô hình tương thích. Xấp xỉ dạng phân bố ứng suất hay nội lực bên trong phần tử. Các ẩn số được thiết lập dựa trên nguyên lý biến phân Castigliano.
Mô hình hỗn hợp: Xấp xỉ dạng phân bố của cả chuyển vị lẫn ứng suất trong phần tử; Xem chuyển vị và ứng suất là hai yếu tố riêng biệt; Dựa trên nguyên lý biến phân Reisne-Helinge.
Hình 1.3 là một ví dụ cho thấy sự hội tụ của hai mô hình tương thích và cân bằng trong một bài toán uốn tấm. Mô hình tương thích được dùng rộng rãi hơn cả, hai mô hình kia chỉ sử dụng có hiệu quả trong một số bài toán .
Cơ sở của phương pháp phần tử hữu hạn
Xét sự cân bằng của một vật thể rắn tổng quát 3 chiều, các ngoại lực tác dụng lên vật thể gồm: lực bề mặt fs , lực khối fV và lực tập trung fi :
 (1.1)
Chuyển vị tổng thể của hệ:

Tương ứng với chuyển vị, ta có:
Vector chuyển vị tại điểm  (1.2)
Vector biến dạng:  (1.3)
Vector ứng suất:  (1.4)
Trong đó: 
Vấn đề bài toán: Với các ngoại lực (1.1) đã cho, ta tìm trường chuyển vị, biến dạng và ứng suất (1.2), (1.3), (1.4).
Quan hệ biến dạng và chuyển vị (biến dạng bé hay đàn hồi tuyến tính):
 (1.5)
Dạng ma trận:
 (1.6)
Với D là ma trận toán tử vi phân theo : (1.7)
Quan hệ ứng suất_biến dạng (Định luật Hook tổng quát):
 (1.8)
Với  và  là biến dạng và ứng suất ban đầu. Trường hợp  thì
 (1.9)
trong đó:
 (1.10)
Nguyên lý công khả dĩ (hay nguyên lý biến phân Lagrange)
Xét vật thể , cân bằng dưới tác dụng của lực thể tích , lực mặt  và các lực tập trung . Nguyên lý công khả dĩ phát biểu rằng ứng với từng chuyển vị khả dĩ , tổng công nội (nội năng hay thế năng biến dạng đàn hồi) bằng tổng công lực ngoài :
 (1.11)
Trong đó, từ (1.6) và (1.9) :

Phương trình (1.11) viết lại:
 (1.12)
Chia vật thể V thành các phần tử hữu hạn  , gọi  là các chuyển vị của các nút của  và U là các chuyển vị nút của toàn vật thể V. Ta có quan hệ “lắp ráp” :
 (1.13)
Ngoài ra ta có xấp xỉ  qua chuyển vị nút  :
 (1.14)
cùng với (1.14) ta có:
 (1.15)
(D là ma trận toán tử vi phân theo các  nên chỉ tác động vào ma trận hàm dạng  )
Với các hệ thức trên, ta viết lại (1.12) :
 (1.16)
Vì  không phụ thuộc dấu tích phân và tổng trên các phần tử,  không phụ thuộc dấu tích phân nên (1.16) được viết lại:
 (1.17)
 là trường hợp chuyển vị (nút) khả dĩ nên (1.17) trở thành:
 (1.18)
hay KU=F (1.19)
Trong đó:
 (1.20)
 (1.21)
 (1.22)
 (1.23)
Các hệ thức K và F (1.20) và (1.22) có thể tính dể dàng (khi có các ) thông qua các kỹ thuật lắp ráp phần tử hữu hạn (trong lập trình không cần tính các ma trận ). Các hệ thức (1.21) và (1.23) sẽ được tính qua phần tử tham chiếu. Để tính (1.21) ta sử dụng phần tử tham chiếu  và các xấp xỉ trên  ;
 (1.24)
trong đó : .
Cần lưu ý quan hệ đạo hàm theo các biến của một hàm :
 (1.25)
Trong đó J là ma trận Jacobian của phép biến đổi tọa độ (1.24).
Với lưu ý (1.25) thì ma trận  tính qua tọa độ tham chiếu sẽ là:
 (1.26)
Tích phân (1.26) có thể tính bằng tích phân Gauss:
 (1.27)
Trong đó  là các điểm Gauss ứng với các hệ số  và  (xem [4]).
Phương trình (1.19) là phương trình cơ bản của bài toán tĩnh học.
Đối với bài toán động lực, sử dụng nguyên lý D’Alembert, một cách đơn giản ta có thể thêm lực quán tính và kể thêm vào lực cản tỷ lệ với vận tốc và làm phân tán năng lượng dao động. Khi đó phương trình (1.19) trở thành:
 (1.28)
Với :  gọi là ma trận khối lượng của hệ;
 gọi là ma trận khối lượng phần tử;
 gọi là ma trận cản của hệ.
Phương trình (1.28) là phương trình cơ bản của bài toán động lực học .
Giải hệ phương trình (1.19) hay (1.28) cho ta trường chuyển vị tại các điểm nút của hệ, từ đó xác định được trường biến dạng và trường ứng suất.
Nếu bỏ ngoại lực và lực cản, ta có phương trình cơ bản của bài toán dao động tự do:
 (1.29)
Trong (1.29) xét nghiệm không tầm thường dạng:

thì (1.29) trở thành:

với mọi t nên:

để có nghiệm không tầm thường, điều kiện cần và đủ là:
 (1.30)
Đó là bài toán tìm giá trị riêng .
Trong tính toán số ta dùng phương pháp Jacobian (hay Subspace), với K và M là các ma trận đối xứng, xác định dương, cho phép xác định n giá trị , n là bậc tự do của hệ,  là các tần số riêng, và n vector  là các vector riêng tương ứng. Các giá trị  là các tần số dao động riêng của hệ kết cấu, các vector riêng tương ứng  đặc trưng cho các dạng dao động của hệ ứng với tần số . Trong thực tế, người ta chỉ cần xác định các tần số riêng bé nhất và dạng dao động tương ứng, vì đây là các dao động hay xảy ra nhất, đó là các dãy tần cần tránh các cộng hưởng có thể xảy ra.
Các dạng phần tử hữu hạn cơ bản thường dùng
Phần tử một chiều
Tuyến tính ( 2 nút ) quadratic ( 3 nút ) cubic (4 nút )
Phần tử hai chiều
Phần tử tam giác :
tuyến tính ( 3 nút ) quadratic ( 6 nút ) cubic ( 9 nút )
Phần tử tứ giác :
tuyến tính ( 4 nút ) quadratic ( 8 nút ) cubic (12 nút )
Phần tử ba chiều
Phần tử khối tứ diện :
tuyến tính (4 nút ) quadratic (10 nút) cubic (16 nút)
Phần tử khối lăng trụ :
tuyến tính (8 hay 6 nút) quadratic (20 nút) cubic (32 nút)
PHẦN TỬ THAM CHIẾU
Nhằm làm đơn giản các tính toán đặc trưng của một phần tử có dạng phức tạp, người ta đưa vào khái niệm về phần tử tham chiếu ( reference elements): phần tử tham chiếu Vr là một phần tử có dạng rất đơn giản , đặt trong một hệ quy chiếu, có thể biến đổi thành mỗi phần tử thực Ve qua một phép biến đổi hình học . Ví dụ, với phần tử tam giác:
 (1.31)
Phép biến...
Kết nối đề xuất:
Learn Synonym
Advertisement