جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "spline" در نشریات گروه "مکانیک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «spline» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»جستجوی spline در مقالات مجلات علمی
-
در پژوهش حاضر طراحی بهینه شکل قالب در فرایند شکل دهی فلزات با استفاده از اکستروژن مورد بررسی قرارگرفته است. باتوجه به وجود تغییر شکل های بزرگ در حین شکل دهی و درنتیجه ورود به ناحیه مومسان ماده، برای تحلیل مسیله در این ناحیه روش المان محدود به کار گرفته شده و مدل سازی در دستگاه اویلری انجام پذیرفته است. در این مطالعه تابع هدف رسیدن به کمترین انرژی کل مورد نیاز برای تغییر شکل در فرایند اکستروژن است. متغیر طراحی مورد نظر شکل قالب بوده و برای تولید شکل قالب از منحنی های اسپیلاین با در نظر گرفتن چند نقطه کنترلی استفاده شده است. با توجه به ماهیت غیر خطی بودن مسیله شکل دهی فلزات، پیچیدگی و حجم زیاد محاسبات در حین تحلیل مسیله، برای طراحی شکل بهینه قالب از یک روش بهینهسازی فراابتکاری ترکیبی قدرتمند الهام گرفته شده از دو روش رقابت امپریالیستی و الگوریتم مورچه (ICACO) کمک گرفته شده است. برای اعتبارسنجی نتایج به دست آمده برای شکل هندسی قالب در پژوهش حاضر، از مقایسه آن ها با نتایج ارایه شده در تحقیقات گذشته استفاده شد و میزان خطا کمتر از 2 درصد به دست آمد و هم خوانی خوبی مشاهده گردید. نتایج به دست آمده باعث کاهش قابل توجه مصرف انرژی کل در حین تغییر شکل به میزان حدودی 12 درصد نسبت به حالت مرسوم خطی شده است.کلید واژگان: روش فراابتکاری ترکیبی, تحلیل المان محدود, بهینه سازی شکلی, منحنی اسپیلاین, رقابت امپریالیستی-گروه مورچهThe present study investigates the optimal design of the die shape in the metal forming process using extrusion. Due to the large deformations that occur during the forming process and the resulting entry into the plastic deformation zone, the finite element method is used to analyze the problem in this area, and the modeling is performed in the Eulerian system. The objective function of this study is to minimize the total energy required for deformation in the extrusion process. The design variable is the die shape, and spline curves with multiple control points are used to generate the die shape. Due to the nonlinear nature of the forming problem, the complexity, and the large amount of computation required during the analysis, a powerful combination of two metaheuristic optimization methods, the Imperialist Competitive Algorithm and Ant Colony Algorithm (ICACO), has been inspired for the optimal design of the die shape. To validate the obtained results for the die geometry, they are compared with the results presented in previous studies, The error was less than 2%, showing a good agreement. The results obtained have led to a significant reduction in the total energy consumption during deformation by approximately 12% compared to the conventional linear mode.Keywords: Hybrid metaheuristic Method, Finite Element Analysis, Shape Optimization, Spline, Imperialist competitive algorithm- Ant colony Optimization
-
در این مقاله، توزیع تنش پسماند در دو راستای محیطی و محوری در مجاورت درز جوش محیطی لوله فولادی انتقال گاز بررسی گردید. ابتدا دو لوله فولادی با قطر خارجی 56 اینچ به صورت سر به سر جوشکاری شد. آزمون کرنش سنجی سوراخ برای اندازه گیری کرنش روی سطح خارجی لوله انجام گردید و مقادیر تنش پسماند با استفاده از نتایج کرنش بر اساس استاندارد ASTM 837 تعیین شد. سپس توزیع تنش پسماند با استفاده از توابع چند جمله ای و اسپلاین ارزیابی گردید. خوش رفتاری منحنی های چند جمله ای مراتب بالا و اسپلاین، صحت نتایج آزمون تجربی تنش پسماند را تایید می نمایند. نتایج نشان می دهد چند جمله ای های درجه پایین تر رفتار مناسب تری در توزیع تنش های پسماند جوشکاری دارند. بنابر این عدم امکان استفاده از آزمون نیمه مخرب کرنش سنجی سوراخ در شرایط واقعی پروژه، می توان از این منحنی ها در بررسی و تخمین توزیع تنش های پسماند جوشکاری های مشابه استفاده کرد. پایدارترین منحنی تقریب چند جمله ای برای ارزیابی توزیع تنش پسماند محیطی و محوری به ترتیب برابر با مراتب 3 و 2 می باشد. نزدیکی و همواری منحنی توزیع تنش پسماند محوری نسبت به منحنی توزیع تنش پسماند محیطی نشان دهنده رفتار متعادل تر توزیع این تنش ها است.کلید واژگان: تنش پسماند, جوش محیطی لوله, آزمون کرنش سنجی سوراخ, فولاد کم آلیاژ استحکام بالا, توابع چند جمله ای و اسپلاینIn this paper, the numerical distribution of residual stresses in the girth weld were determined in two (hoop an axial) direction. Two API X70 steel pipes of 56 inch outside diameter were girth welded first. Hole drilling strain gage test were conducted for strain measurement on the external surface of the pipes. The values of residual stresses were determined then from strain data using ASTM 837 standard. The values of residual stresses were determined. Next, distribution of residual stresses were assessed using spline and approximating polynomials. The well-behaved spline and polynomials, confirm the accuracy of residual stress results from experiment. The result showed lower-order polynomials have more suitable behavior in residual stress distribution. Noting to impossibility of using semi-destructive hole drilling strain gage test in project’s real situations, we can make use of these curves in assessing and estimating residual stresses distribution of similar welding. The most stable polynomial estimation curves for evaluating hoop and axial residual stress distribution are respectively third and second order. The closeness and uniformity of axial residual stress distribution curve compared to the hoop residual stress distribution curve is representative of more balanced behavior of these stresses distribution.Keywords: Residual stress, Pipe girth welding, Hole drilling strain gage test, HSLA, Spline, approximating polynomials
-
In this paper, numerical spline-based differential quadrature is presented for solving the boundary and initial value problems, and its application is used to solve the fixed rectangular membrane vibration equation. For the time integration of the problem, the RungeKutta and spline-based differential quadrature methods have been applied. The RungeKutta method was unstable for solving the problem, with large errors in its results, but the spline-based differential quadrature method obtained results that agree with the exact solution. The relative errors were calculated and investigated for different values of time and spatial nodes of discretisation. It seems that the spline-based differential quadrature method is proper for the full simulation of membrane vibration in both spatial and temporal solutions. For the time solving of the membrane vibration, conventional methods, such as the RungeKutta method, are not useful even if the time steps are considered too small.Keywords: Runge–Kutta method, spline, based differential quadrature method, membrane vibration, time integration
-
تحلیل پراکندگی شبکه یکی از معیارهای بررسی کارآیی روش اجزای محدود در شبیه سازی انتشار امواج صوتی یا امواج الاست یک است. مشکلی که معمولا در استفاده از این روش درشبیه سازی مسائل انتشار موج به وجود می آید به ناپیوستگی های میدانی برمی گردد که نهایتا منجر به تغییر در اندازه و جهت بردار سرعت موج از یک جزء به جزء مجاور می شوند. برای حل این مشکل و بهبود دقت پاسخ ها دو راه حل پیشنهاد شده اند که عبارتند ازتغییر روش انتگرالگیری و تغییر توابع شکل. در این تحقیق از روش اجزای محدود ایزوجئومتریک استفاده شده- است. در این روش از توابع شکل بی-اسپلاین و نربز استفاده می شود که باعث بهبود دقت پاسخ ها خصوصا در مسائل دینامیک سازهای یک بعدی شده اند. درجه پیوستگی این توابع شکل در مرز دو جزء مجاور می تواند بزرگتر از صفر باشد. در این تحقیق، تحلیل دو بعدی پراکندگی شبکه درانتشار موج در حالت کرنش صفحه ای برای اولین بار ارائه شده است. نتایج نشان میدهند که پراکندگی شبکه در درجات آزادی یکسان، در مقایسه با روش اجزای محدود کلاسیک، به نصف کاهش می ییابد.کلید واژگان: پراکندگی شبکه, موج الاستیک, توابع شکل بی, اسپلاین ونربز, سرعت فازی موج, سرعت گروهی موجGrid dispersion is one of the criteria of validating the finite element method (FEM) in simulating acoustic or elastic wave propagation. The difficulty usually arisen when using this method for simulation of wave propagation problems, roots in the discontinuous field which causes the magnitude and the direction of the wave speed vector, to vary from one element to the adjacent one. To solve this problem and improve the response accuracy, two approaches are usually suggested: changing the integration method and changing shape functions. The Finite Element iso-geometric analysis (IGA) is used in this research. In the IGA, the B-spline or non-uniform rational B-spline (NURBS) functions are used which improve the response accuracy, especially in one-dimensional structural dynamics problems. At the boundary of two adjacent elements, the degree of continuity of the shape functions used in IGA can be higher than zero. In this research, for the first time, a two dimensional grid dispersion analysis has been used for wave propagation in plane strain problems using B-spline FEM is presented. Results indicate that, for the same degree of freedom, the grid dispersion of B-spline FEM is about half of the grid dispersion of the classic FEM.Keywords: Grid dispersion, elastic wave, b, spline, NURBS shape functions, phase velocity of wave, group velocity of wave
-
The present research investigates the implementations of different computational geometry technologies in isogeometric analysis framework for computational fracture mechanics. NURBS and T-splines are two different computational geometry technologies which are studied in this work. Among the features of B-spline basis functions, the possibility of enhancing a B-spline basis with discontinuities by means of knot insertion makes isogeometric analysis method a suitable candidate for modeling discrete cracks. Also, the repetition of two different control points between two patches can create a discontinuity in and demonstrates a singularity in the stiffness matrix. In the case of a pre-defined interface, non-uniform rational B-splines are used to obtain an efficient discretization. T-splines constitute a type of computational geometry technology with the possibility of local refinement and with no topologically rectangular arrangement of control points. Therefore, T-splines can decrease superfluous control points which do not have any major effects on the geometry. Various numerical simulations demonstrate the suitability of the isogeometric approach in fracture mechanics.Keywords: Fracture mechanics, Isogeometric analysis method, Knot insertion, NURBS, T, spline
-
بهینه سازی شکل سازه های پوسته ای با توابع هدف و قیود مختلف از جمله قید تنش موضوع این مقاله است. برای مدلسازی شکل از توابع بی-اسپلاین استفاده شده است که امکان تولید هندسه هموار با هر شکل دلخواه را به کمک تعداد کمی از پارامترها فراهم ساخته و متغیرهای طراحی مسئله بهینه سازی را تشکیل می دهند. برای تحلیل سازه از روش اجزای محدود با المان پوسته چهار گرهی ویلسون استفاده شده است. برای یافتن شکل بهینه، در هر گام از مسئله بهینه سازی مراحل تولید شبکه اجزای محدود، تحلیل سازه، تحلیل حساسیت و به هنگام کردن مدل هندسی، به طور متوالی تا حصول همگرایی انجام می شود. بیشینه کردن سختی سازه با قید حجم مصالح و نیز کمینه سازی وزن سازه با در نظر گرفتن تنش فون میزس به عنوان قید از جمله مسائل طرح شده در این مقاله هستند. در هر دو نوع مسائل مختصه قائم نقاط کنترلی توابع بی اسپلاین به عنوان متغیر طراحی در نظر گرفته شده است و از روش برنامه ریزی ترتیبی درجه دوم (SQP) برای حل مسئله بهینه سازی استفاده شده است. از آنجا که استفاده از این روش مستلزم مشخص بودن مقادیر مشتقات توابع هدف و قید در مسئله بهینه سازی است، در هر گام، تحلیل حساسیت به روش تفاضل های محدود انجام شده است. شکلهای هموار حاصل از بهینه سازی و نیز نمودارهای همگرایی تابع هدف مثالهای ارائه شده، نشان دهنده کارایی روش پیشنهادی در بهینه سازی شکل سازه های پوسته ای می باشد.
کلید واژگان: بهینه سازی شکل, پوسته های با شکل دلخواه, المان پوسته ویلسون, اجزای محدود, توابع بی, اسپلاینShape optimization of free form shell structures with different objective and constraint functions including the stress constraint is the subject of this article. To construct the geometry B-Splines are employed that allow generating smooth free form geometries with a small number of parameters which are considered as the design variables of the optimization problem. For analysis, the finite element method by using the Wilson’s quad shell element is employed. For shape optimization, in each step of the optimization process the mesh generation, finite element analysis, sensitivity analysis and geometry update steps are repeated until convergence. Maximization of the stiffness of structure with volume constraint and the minimization of the weight of structure with the von Misses stress constraint are the addressed problems of this article. In both kinds of problems, the applicates of the control points are considered as the design variables of the shape optimization problem and the sequential quadratic programming (SQP) is employed to solve the optimization problem. Since in this approach, the derivatives of the objective and constraint functions are needed, the sensitivity analysis is carried out in each step by the finite difference method. The quality and smoothness of the obtained results together with the convergence graphs of the presented examples are indicative of the usefulness and efficiency of the proposed approach for shape optimization of shell structures.Keywords: Shape optimization, Free form shell, Wilson element, Finite Element Method, B, Spline
نکته
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.