سرکار خانم مهندس زهرا طاهرخانی دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران، از رساله خود با عنوان «مدل سازی اتفاقي ماشين دوار با در نظر گرفتن عدم قطعيت در پارامترهای آن»‏‎ ‎به راهنمایی استاد فقید، مرحوم دکتر احمدیان، در روز یکشنبه 30 آبان ماه1400 ساعت 16:00 به صورت مجازی دفاع خواهد نمود‎.

نشانی الکترونیکی:
استاد راهنما: دکتر حمید احمدیان
اساتید مشاور:
اساتید داور داخلی: دکتر  مرتضی منتظری ، دکتر میر سعید صفی زاده
اساتید داور خارجی: دکتر مهدی بهزاد، دکتر محمد شرعیات

چکیده رساله:

سازه هاي مهندسي ساخته شده به صورت اجتناب ناپذيري در معرض بسياري از منابع عدم قطعيت هستند. عدم قطعيت در پارامترها سبب می‌گردد تا سازه­هاي با شرايط نامي يكسان داراي مقادير متفاوت فركانس­هاي طبيعي و پاسخ ارتعاشي باشند. در این پایان نامه ابتدا به کارهای صورت گرفته در زمینه مدلسازی عدم قطعیت پرداخته شده است سپس انواع مدل­های ارائه شده برای مدلسازی و نقاط ضعف و قوت آنها بیان گردیده است سپس با پیاده سازی بر روی چند مثال از جمله یک تیر ترک دار کارایی این روش­ها بررسی شده است. 

در ادامه به بررسی مدلسازی عدم قطعیت در سیستم­های دوار پرداخته شده است. روش‌های به‌روزرسانی اتفاقی مدل، تغییرات در پاسخ مدل را در نظر می‌گیرند و آنها را به پارامترهای مدل اختصاص می‌دهند. با این حال، آنها معمولاً در دینامیک روتور استفاده نمی‌شوند و رویکرد مدل‌سازی قطعی هنوز در این زمینه متداول هستند. با توجه به تلاش و هزینه‌های بالای مورد نیاز برای راه اندازی مجموعه آزمون و به دست آوردن نتایجی که خصوصیات واقعی ماشین دوار را منعکس می‌کند، به روزرسانی اتفاقی سیستم­های دوار صنعتی به ندرت در ادبیات،‌ گزارش شده است. در این پایان نامه با انتخاب پارامترهای موثر بر رفتار دینامیکی سیستم دوار مورد مطالعه، یک استراتژی نمونه­گیری مناسب برای به‌روزرسانی مدل اتفاقی، برای بررسی تغییرات در رفتار دینامیکی سیستم پیچیده زیرپایه-یاتاقان-روتور در نمونه توربوکمپرسور صنعتی اتخاذ شده است، که منجر به نتایج موفقیت آمیز شناسایی پارامترهای سیستم گردیده است که تاکنون چنین مطالعه کامل و جامعی با رویکرد احتمالی و بیان عدم قطعیت در سیستم واقعی دینامیک روتور در مراجع رویت نشده است. در این پایان­نامه روش حساسیت کلی بر اساس تجزیه واریانس سوبول با به کارگیری روش مونت کارلو، جهت آنالیز حساسیت و انتخاب پارامترهای موثر بر رفتار دینامیکی به منظور به­روزرسانی معرفی شده است. سپس رویکرد بیزین در به‌روزرسانی مدل اتفاقی برای تخمین عدم قطعیت پارامتر در مجموعه دوار با ویژگی­های وابسته به سرعت استفاده شده است. روش نمونه‌گیری پیشرفته زنجیره­ای مارکوف مونت کارلو با استفاده از الگوریتم متروپلیس تطابقی تأخیر رد جهت کارایی و بهبود عملکرد حل در به­روزرسانی مدل اتفاقی استفاده گردیده است. در نهایت احتمالات پسین حاشیه‌ای پارامترها استخراج و توزیع پارامترهای نامشخص با استفاده از معیار حداکثر آنتروپی ارزیابی شده است.

همچنین در ادامه به بررسی عدم قطعیت در سیستم­های دارای ارتعاشات غیرخطی پرداخته شده است. از جمله موارد مهم دیگر وجود عدم قطعیت در اتصالات سیستم­های مکانیکی است. مدل­های غیرخطی اتفاقی باید برای چنین ساختارهای نامعلومی توسعه داده شوند. مدل­سازی عدم قطعیت در اتصالات در حوزه­های غیرخطی یک گام رو به جلو در طراحی سازه مهندسی که در مراجع رویت نشده است. در این پایان­نامه یک الگوریتم شناسایی اتفاقی بر اساس روش بیزین در سازه­های دارای رفتار غیرخطی ارائه شده که نتایج موفقی را در پی داشته است. روش ارائه شده به دلیل استفاده از الگوریتم نمونه­گیری متروپلیس تطابقی با تاخیر رد بر اساس تابع شباهت با کمینه نمودن فاصله ماهالانوبیس و نیز با دو مرحله به­روزرسانی نتایج دقیق­تری نسبت به شناسایی تک مرحله­ای در به­روزرسانی توزیع پارامترها و واریانس آنها می­دهد. روش به­رورزسانی ارائه شده ابتدا بر روی مجموعه سه درجه آزادی جرم و فنر با تماس غیرخطی و سپس بر روی مجموعه تست معیار دارای تکیه گاه غیرخطی در آزمایشگاه مودال دانشگاه علم و صنعت پیاده سازی گردید. در رژیم غیرخطی، مدل الاستو پلاستیک والانیس به منظور برآورد رفتار غیرخطی سطح تماس در سازه مورد نظر استفاده شده است. پارامترهای مدل والانیس به عنوان متغیرهای اتفاقی در نظر گرفته شده­اند و خواص آماری (میانگین و انحرافات معیار) آنها شناسایی گردید. در نهایت، نتایج مدل شبیه سازی شده با داده­های آزمایش سازه معیار مقایسه گردید. همگرایی بین رفتار آماری پاسخ پیش بینی شده و داده­های اندازه­گیری شده نشان از کارا بودن مدل ارائه شده در به­روزرسانی سیستم­های غیرخطی می­دهند.

واژه‌هاي كليدي:به‌روزرسانی مدل، عدم قطعیت، آنالیز حساسیت، یاتاقان،‌ غیرخطی، بیزین،‌ متروپلیس

 

 

فهرست