بررسی تعادل شبکه های کابلی الاستیک خطی با استفاده از کمینه سازی انرژی پتانسیل
نویسندگان
چکیده مقاله:
Cables have always been under consideration as a structural element because of important features such as large strength to weight ratios and long spans. Their equilibrium analysis is an important issue in this regard. But this analysis involves highly nonlinear equations arising from large deformations and material nonlinearity. Different methods have been under use for numerical analysis of such structures. Using the principle of minimum total potential energy is one of the common methods of analyzing the equilibrium configuration of structures. In this method, which is considered an alternative to direct solution of nonlinear equations of equilibrium analytically or numerically by finite element for example, the total potential energy of the structure is minimized using optimization techniques and forces and deformations corresponding to the equilibrium configuration are computed. In cable structures, which under ideal assumption cannot withstand compressive forces, the potential energy functional has discontinuous derivative and thus the classic methods of optimization, which make use of the derivative of the objective function, cannot be used in this case. Usually, the energy consideration is used as the basis of obtaining the equilibrium equations of the structure but rarely is it used as a function the numerical minimization of which gives the equilibrium configuration. In this paper a new method of solving nonlinear equations of elastic equilibrium of cable structures is presented. In this method, first the potential energy functional of the cable structure with large deformations is established. Then, the Powell algorithm of optimization, which doesn't depend on the derivatives of the objective function, is applied and the equilibrium configuration as the minimizer of the functional is obtained. The proposed method has the ability to determine the force in each cable and displacements of the cable junctions (nodes) and the slack cables (cables with no tension) with great speed and accuracy compared to the classic methods. This work consists of a brief explanation of different analyzing methods of cable structures currently in the market. Then, the potential energy for a single cable is obtained and is generalized for a cable network. After that, the Powell's minimization technique is explained. In the examples section, a very simple structure for which the analytical result is available is considered as a validating example. Following that, several illustrative examples are considered. The results are in good agreement with previous published ones.
منابع مشابه
کمینه سازی مصرف آب و تولید پساب در صنایع با استفاده از روش برنامه ریزی خطی و غیر خطی
با طراحی شبکه مناسب بین فرآیندهای مصرف کننده آب در صنایع فرآیندی و شیمیایی نظیر صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی جهت استفاده مجدد از پساب یک فرآیند به عنوان آب تغذیه سایر فرآیندها می توان میزان تولید پساب را کاهش داد . این امر نه تنها موجب کاهش حجم واحدهای تصفیه می شود بلکه صرفه جویی در مصرف آب و مواد مصرفی را نیز به دنبال دارد . در این مقاله از روش برنامه ریزی خطی (LP) و برنامه ریزی غیر خطی (NLP)...
متن کاملمدل سازی ترک چسبنده با استفاده از روش بدون شبکه ی کمینه مربعات گسسته
مدلسازی عددی ترک در مهندسی، یکی از دغدغههای اساسی برای پژوهشگران این رشته است. اگرچه اجزاء محدود، قابلیتهای مناسبی برای مدلسازی ترک دارد، اما بهکارگیری توابع شکل و اجزاء خاص محدودیتهایی را در حل مسائل ناپیوسته ایجاد میکند. یکی از اهداف بهکارگیری روشهای عددی بدون شبکه و از جمله روش کمینه مربعات غلبه بر مشکل مذکور است. در این پژوهش، روش بدون شبکهی کمینه مربعات گسسته جهت پیشبینی بازشدگی...
متن کاملمدل سازی انرژی ضربه ی فولادهای مرتبه ای با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی
در این مقاله, انرژی ضربهëی فولادهای مرتبهëای در دماهای مختلف با استفاده از شبکهëهای عصبی مصنوعی مدلëسازی شده است. فولادهای مرتبهëای با استفاده از چیدمانëها و ضخامتëهای مختلف فولادهای ساده کربنی و زنگëنزن، به عنوان الکترود اولیه فرآیند ذوب دوباره سربارهëای الکتریکی، تولید میëشوند. نفوذ اتمëهای مختلف از درون قطعات اولیه فولادی به یکدیگر سبب تولید نواحی مرتبهëای فریتی و آستنیتی میëگردد. شش نوع مدل...
متن کاملوارون سازی خطی داده های گرانی با استفاده از کمینه مقدار ممان اینرسی
روش معکوس خطی فشرده داده های گرانی با در نظر گرفتن گشتاور لختی (moment of inertia) برای تعیین هندسه بی هنجاری های گرانی در این مقاله به کار رفته است. ترکیب روش وارون فشرده با حداقل گشتاور لختی باعث افزایش دقت مدل سازی با افزایش عمق می شود. آلگوریتم جدیدی که در این تحقیق به کار رفته نتیجه افزودن کمینه گشتاور لختی به آلگوریتم به کار رفته ازسوی لوی (1996) است. این آلگوریتم به نحو موفقیت آمیزی برای...
متن کاملمنابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده{@ msg_add @}
عنوان ژورنال
دوره 42 شماره 1
صفحات 87- 96
تاریخ انتشار 2013-04-30
با دنبال کردن یک ژورنال هنگامی که شماره جدید این ژورنال منتشر می شود به شما از طریق ایمیل اطلاع داده می شود.
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023