روش های عددی در مهندسی (استقلال)
سال:1397 | دوره:37 | شماره:2 |تعداد مقالات:7

انرژی تغییر شکل ذخیره شده ناشی از نابجایی ها در داخل پلی کریستال های فلزی می تواند یک نیروی محرکه کافی برای حرکت مرز دانه ها در طی عملیات حرارتی فراهم آورد. در این مقاله، ابتدا یک تئوری ساختاری کریستال ویسکوپلاستیسیته بر مبنای چگالی نابجایی، سازگار با قوانین ترمودینامیک، برای تغییر شکل های بزرگ ارائه می شود تا بتواند توزیع انرژی ذخیره شده ناشی از تغییر شکل در مواد فلزی را با دقت قابل قبول پیش بینی کند. سپس معادلات ساختاری در نرم افزار آباکوس از طریق نوشتن زیربرنامه در دو حالت مدل تیلور و مدل اجزای محدود کامل پیاده سازی می شوند. با انجام شبیه سازی های عددی روی تک کریستال های آلومینیوم و مقایسه نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی، تئوری ارائه شده مورد راستی آزمایی قرار گرفته و پارامترهای سخت شوندگی به دست می آیند. به عنوان یک کاربرد از تئوری ساختاری توسعه داده شده، ارتباط میان توزیع انرژی ذخیره شده تغییر شکل و حرکت کرنش-القایی مرزدانه در پلی کریستال آلومینیوم در دو حالت مدل تیلور و مدل اجزای محدود کامل بررسی می شود. نتایج شبیه سازی عددی نشان می دهد که مدل تیلور دقت کافی برای محاسبه توزیع انرژی ذخیره شده تغییر شکل در داخل پلی کریستال و به دنبال آن حرکت مرزدانه ناشی از آن را ندارد، چرا که حرکت کرنش-القایی مرزدانه در یک ریزساختار پلی کریستالی تحت تغییر شکل پلاستیک به شدت وابسته به توزیع انرژی ذخیره شده تغییر شکل در داخل ریزساختار و نه مقادیر کلی آنها است.

در مقاله حاضر با استفاده از روش های چندمقیاسی، معیاری برای پیش بینی شروع و رشد آسیب در کامپوزیت های لایه ای بافته شده صفحه ای جهت پیش بینی استحکام آنها ارائه شده است. بدین منظور با مدل سازی حجمک نماینده و با محاسبه تنش های میکروسکوپیک، آسیب در یارن ها و رزین مورد بررسی قرار گرفته است. سپس با بهره گیری از شرایط مرزی مناسب، تنش ها و کرنش های ماکروسکوپی حجمک نماینده برای به دست آوردن مولفه های ماتریس سفتی معادل محاسبه شده اند. با توسعه زیرروال های "UMAT" و "USDFLD" در نرم افزار آباکوس، حلقه های کامپوزیتی بافته شده شبیه سازی و به صورت پیش رونده استحکام نهایی آنها پیش بینی شده است. به منظور اعتبار سنجی نتایج عددی، نمونه های حلقوی با استفاده از پارچه بافته شده شیشه به عرض پنج سانتی متر و رزین اپوکسی متناسب با ابعاد استاندارد ASTM-D2290 ساخته شده و تحت آزمون کشش قرار گرفته اند. نتایج عددی و تجربی همخوانی خوب بین نتایج عددی و آزمایشگاهی صحت مدل های عددی توسعه داده شده در این پژوهش را نشان می دهد.

براورد صحیح احتمال خرابی همراه با حجم محاسبات پایین، دغدغه اصلی در قابلیت اعتماد سازه ها به شمار می آید. روش شبیه سازی مونت کارلو، به سادگی می تواند براورد صحیحی از احتمال خرابی ارائه دهد. اما، برای مسائل پیچیده مهندسی با احتمال خرابی پایین زمان بر بوده و ممکن است براورد ناکارامدی از احتمال خرابی ارائه دهد. در این مقاله، بر اساس یک روش وزنی، کارایی روش شبیه سازی مونت کارلو بهبود بخشیده شده است. بر مبنای یک تابع نمایی، وزن نمونه ها به صورت تصادفی در فضای طراحی تنظیم شده و داده های تنظیم شده تصادفی، برای بهبود روش مونت کارلو استفاده شده است. عملکرد همگرایی روش وزنی تصادفی شبیه سازی مونت کارلو مانند صحت و میزان براورد تابع عملکرد، به کمک چندین مثال غیرخطی ریاضی و سازه ای با متغیرهای تصادفی نرمال و غیرنرمال با روش شبیه سازی مونت کارلو مقایسه شده است. نتایج حاکی از آن است که روش پیشنهادی، نتایج صحیحی براورد کرده و در حدود 100 تا 1000 برابر حجم محاسبات را نسبت به روش مونت کارلو کاهش داده است.

در دهه های اخیر، مواد خام و منابع از جمله موضوع های قابل توجه محققان بود ه اند، به عبارت دیگر، نقش مهمی در صنایع تولیدی و یا سازمان های خدماتی دارند. از سوی دیگر، جمعیت هر روز افزایش می یابد و افزایش جمعیت به معنی افزایش تقاضا برای کالاها یا خدمات است. بنابراین لازم است که منابع بیشتری برای ارائه خدمات یا کالاها مصرف شود. به همین دلیل، سازمان های دولتی و آژانس های محیط زیستی، به وضع و اجرای قوانین سخت گیرانه نسبت به تولیدکنندگان و خدمت دهندگانی که باعث ضربه زدن بیش از حد مجاز به محیط زیست هستند، اقدام کرد ه اند که در پار ه ای موارد استفاده از منابع را برای آنها محدود می کند. در این میان زنجیره تامین به یکی از مسئله های مهم که تاثیر بسیاری از این موضوع می پذیرد، تبدیل شده است. در این تحقیق، زنجیره تامین حلقه بسته با توجه به عدم اطمینان، اختلالات و هزینه تولید نیز مدل سازی شده است. هدف از این مسئله، به حداقل رساندن هزینه سیستم مورد نظر بر اساس تصمیمات مکان، میزان جریان بین سطوح و فروش از دست رفته است. روش حل آزادسازی لاگرانژی برای حل این مسئله NP-hard استفاده شده است. در پایان، از یک مثال عددی برای آزمایش مدل و روش حل پیشنهادی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که زمان اجرای مسئله در مقیاس بزرگ با GAMS نسبت به روش پبشنهادی بالاتر است.

در این مقاله روشی برای بهبود جواب های اجزای محدود استاندارد ارائه شده است. روش نرم خطای L2 برای تعیین خطای گرهی مورد استفاده قرار می گیرد. سپس متناسب با خطای گرهی، مرتبه مناسبی از توابع درون یاب غنی ساز پوششی به طور خودکار انتخاب شده و در فرایند حل مجدد پاسخ های اولیه، اصلاح می شوند. چرخه تعیین خطا و استفاده از توابع غنی سازی پوششی تا رسیدن خطای حوزه به مقدار مجاز از پیش تعیین شده ادامه خواهد یافت. از مزایای توابع درون یاب غنی سازی پوششی آنکه، علاوه بر مقادیر به دست آمده از درون یابی استاندارد برای هر المان، تاثیر نتایج المان های مجاور هر گره را نیز درنظر خواهند گرفت. روال محاسباتی روش پیشنهادی با به کارگیری نرم خطای معرفی شده در محیط متلب برنامه نویسی شده و برای مثال های متنوعی مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه جواب های حاصل از روش پیشنهادی با جواب دقیق و روش های دیگر محققان در حوزه مسائل الاستیسیته خطی، حکایت از کارایی و دقت قابل قبول روش پیشنهادی دارد.

بحران های مالی موجود در نظام های بانکی ناشی از عدم توانایی در مدیریت ریسک های اعتباری است. امتیازدهی اعتباری یکی از تکنیک های مدیریت ریسک است که ریسک وام گیرنده را تحلیل می کند. در این مقاله با استفاده از مزایای روش های هوش محاسباتی و محاسبات نرم یک روش ترکیبی جدید به منظور بهبود مدیریت ریسک های اعتباری ارائه شده است. در روش پیشنهادی، به منظور مدل سازی در شرایط عدم قطعیت، پارامترهای شبکه عصبی، شامل وزن ها و خطاها، به صورت فازی در نظر گرفته شده اند. در این روش، ابتدا سیستم مورد مطالعه با استفاده از شبکه های عصبی متامدل بندی شده و سپس با به کارگیری استنتاجات فازی تصمیم بهینه با بیشترین میزان برتری تعیین خواهد شد. نتایج حاصل از به کارگیری روش پیشنهادی بیانگر کارامدی و دقت بالای این روش در تحلیل مسائل امتیازدهی اعتباری است.

مهاربند تسمه قطری یکی از پرکاربردترین سیستم های باربر جانبی در سازه های سبک فولادی است. معمولا بعد از نصب مهاربندها در قاب های فولادی سرد نورد، برای پوشاندن آن از یک یا چند لایه پوشش گچی هم استفاده می شود. این پوشش گچی که اغلب در طراحی سازه ای از طرف طراحان نادیده گرفته می شود، می تواند در عملکرد لرزه ای سیستم تاثیر قابل توجهی بگذارد. در این مقاله ابتدا اقدام به ارائه روشی برای مدل سازی عددی دیوارهای برشی با مهاربند تسمه فولادی و پوشش گچی شده و سپس تاثیرات حضور پوشش گچی بر مشخصه ها ی رفتار جانبی و سطوح عملکرد لرزه ای دیوارهای برشی با مهار تسمه قطری بررسی شده است. نتایج این تحقیق نشان دادند، حضور پنل گچی موجب افزایش (تا 1/5 برابر) اتلاف انرژی سازه در زلزله و افزایش مقاومت و سختی آن می شود. همچنین دیوارهای مرکب از تسمه قطری و پوشش گچی در تغییر مکان های کوچک تری نسبت به سیستم مهاربند تنها به یک سطح عملکردی مشخص می رسند.