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