بهنگام سازی مدل اجزای محدود شبکه دو لایه با سیستم اتصال گویسان با استفاده از پاسخ های دینامیکی تجربی
چکیده
شبکه های دو لایه ساخته شده با سیستم اتصال گویسان، از جمله سازه های رایج و پرکاربرد برای اجرای سقف ها هستند. گزارشات متعددی حاکی از آنست که تفاوت قابل توجهی بین پاسخ های تجربی حاصل از مدل فیزیکی و پاسخ های تحلیلی حاصل از مدل اجزای محدود این شبکه ها وجود دارد. خطای مدل تحلیلی به دلیل عدم قطعیت های حاکم بر رفتار شبکه ایجاد می شود که عمدتاً ناشی از رفتار سیستم اتصالی در این شبکه ها می باشد. رفتار سیستم اتصال گویسان حین عملکرد در یک شبکه، توأم با پیچیدگی ها و عدم قطعیت های بیشتری نسبت به نمونه های مجزا و جدای از شبکه این سیستم اتصالی است. لذا مطالعه نمونه های جداگانه این اتصال، تقریب درستی از رفتار واقعی آن در شبکه ارائه نمی نماید. موضوع رساله حاضر، بهنگام سازی مدل اجزای محدود شبکه دو لایه ساخته شده توسط سیستم اتصال گویسان با استفاده از پاسخ های دینامیکی اندازه گیری شده آن است. علاوه بر بهنگام سازی مدل دینامیکی، بهنگام سازی مدل با استفاده از پاسخ های استاتیکی شبکه دو لایه نیز بطور مستقل انجام شده است. برای انجام این تحقیق، مراحل کار به دو فاز تجربی و تحلیلی تقسیم گردید. در فاز تجربی، یک مدل فیزیکی از شبکه با توجه به الزامات تحقیق برای بهنگام سازی مدل دینامیکی تهیه شد. سپس با برنامه ریزی مناسب برای انجام آزمایش مودال، توابع پاسخ فرکانسی تجربی شبکه اندازه گیری شده و از طریق تحلیل مودال تجربی، فرکانس های طبیعی شبکه استخراج شدند. برای بهنگام سازی مدل استاتیکی، از نتایج بار-تغییرشکل تجربی استاتیکی غیر خطی یک شبکه که از قبل موجود بود، استفاده گردید. در فاز تحلیلی، مدل اجزای محدود مناسبی برای مدل فیزیکی هر یک از شبکه ها در یک محیط نرم افزاری تحلیل به روش اجزای محدود تهیه شد. پارامترهای بهنگام سازی، که از طریق اصلاح آنها مدل ها بهنگام می شوند، و پاسخ های بهنگام سازی، که در دو حالت تحلیلی و تجربی مورد مقایسه قرار می گیرند، با توجه به معیارهای مربوطه انتخاب شدند. پارامترهای بهنگام سازی، پارامترهای مرتبط با رفتار سیستم اتصال گویسان در مدل های اجزای محدود و پاسخ های بهنگام سازی، فرکانس های طبیعی و تغییرشکل های استاتیکی شبکه ها هستند. در نهایت یک مسئله بهینه سازی تعریف گردید که در آن خطای پاسخ های تحلیلی نسبت به پاسخ های تجربی متناظر، کمینه سازی می شود. برای حل این مسئله بهینه سازی از طریق الگوریتم ژنتیک، یک برنامه کامپیوتری در محیط نرم افزارِ استفاده شده برای مدل سازی تهیه گردید. با حل این مسئله بهینه سازی، مدل اجزای محدود شبکه ها بهنگام شده و رفتار واقعی سیستم اتصال گویسان در شبکه ها تعیین گردید. با استفاده از چند فرکانس طبیعی اول شبکه بعنوان تنها پاسخ های مورد استفاده در بهنگام سازی مدل دینامیکی، مدل اجزای محدود بهنگام شده ای حاصل گردید که تخمین صحیحی از فرکانس های طبیعی و توابع پاسخ فرکانسی تجربی شبکه را بدست می دهد. یک المان تیری با مقطع لوله ای مشخص، جایگزین مناسبی برای اتصال گویسان در مدل اجزای محدود شبکه است که در درجات آزادی محوری و برشی از انعطاف پذیری کمتری در مقایسه با درجات آزادی خمشی و پیچشی برخوردار است. مدل اجزای محدود بهنگام شده در بهنگام سازی مدل استاتیکی، تقریب بسیار خوبی از تغییرشکل های تجربی غیر خطی شبکه را ارائه کرد. سیستم اتصال گویسان در شبکه یک رفتار غیر خطی سخت شونده نشان داد که با افزایش نیروی وارد بر اتصال، بصورت خطی در می آید.