Citlivostní analýza stabilitních problémů ocelových konstrukcí
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstract
Dizertační práce se zaměřuje na zpracování globální citlivostní analýzy únosnosti ocelových válcovaných nosníků namáhaných na klopení, vzpěr kolmo na měkčí i tužší osu průřezu. Za účelem výpočtu únosností byly v programu Ansys vyvinuty podrobné geometricky a materiálově nelineární modely za použití prostorových konečných prvků. Tyto modely umožnily modelovat náhodné imperfekce, jakými byly počáteční geometrické zakřivení osy, rozměrové odchylky průřezu a materiálové vlastnosti oceli. Citlivostní analýzou se kvantifikoval jejich vliv na únosnost. Náhodné realizace imperfekcí byly pro zvolenou sérii poměrných štíhlostí generovány metodou Latin Hypercube Sampling. Jelikož by bylo pro vyhodnocení citlivostní analýzy únosnosti všech konečně-prvkových modelů potřeba extrémně vysoké množství výpočetního času, cílila práce na vyvinutí meta-modelu založeného na aproximaci konečně-prvkového modelu. Aproximační polynom pak umožnil vyhodnotit citlivostní indexy s použitím vysokého počtu simulací. V závěru práce jsou vykresleny citlivostní indexy ve vztahu k poměrným štíhlostem a stanoveny vstupní náhodné veličiny, které se svou variabilitou nejvíce podílejí na proměnlivosti únosnosti.
The doctoral thesis is focused on evaluation of global sensitivity analysis of load-carrying capacity of steel hot-rolled beams. These beams are subjected to lateral-torsional buckling, weak axis buckling and strong axis buckling. Very comprehensive computational models which were both geometrically and materially nonlinear were created in Ansys software using solid finite elements to calculate the load-carrying capacity. The computational models allowed modelling of random initial imperfections such as initial curvature, deviations of cross-section dimensions and steel properties. Sensitivity analysis quantified their influence on the load-carrying capacity. Simulation runs of random imperfections were generated using the Latin Hypercube Sampling method. Since the evaluation of sensitivity analysis of load-carrying capacity of all finite element models would cost an extreme amount of computer time, the thesis aimed at developing a meta-model (also known as surrogate model) based on approximation of FEM model. The approximation polynomial then facilitated the evaluation of sensitivity indices using a high number of simulation runs. At the end, the relationships between the slenderness and the first and second-order sensitivity indices are plotted in graphs. Those random input imperfections that influence the variability of load-carrying capacity the most are pointed out.
The doctoral thesis is focused on evaluation of global sensitivity analysis of load-carrying capacity of steel hot-rolled beams. These beams are subjected to lateral-torsional buckling, weak axis buckling and strong axis buckling. Very comprehensive computational models which were both geometrically and materially nonlinear were created in Ansys software using solid finite elements to calculate the load-carrying capacity. The computational models allowed modelling of random initial imperfections such as initial curvature, deviations of cross-section dimensions and steel properties. Sensitivity analysis quantified their influence on the load-carrying capacity. Simulation runs of random imperfections were generated using the Latin Hypercube Sampling method. Since the evaluation of sensitivity analysis of load-carrying capacity of all finite element models would cost an extreme amount of computer time, the thesis aimed at developing a meta-model (also known as surrogate model) based on approximation of FEM model. The approximation polynomial then facilitated the evaluation of sensitivity indices using a high number of simulation runs. At the end, the relationships between the slenderness and the first and second-order sensitivity indices are plotted in graphs. Those random input imperfections that influence the variability of load-carrying capacity the most are pointed out.
Description
Citation
VALEŠ, J. Citlivostní analýza stabilitních problémů ocelových konstrukcí [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební. .
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Konstrukce a dopravní stavby
Comittee
Date of acceptance
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení