A coupled approach of optimization, uncertainty analysis and configurational mechanics for a fail‐safe design of structures
A coupled approach of optimization, uncertainty analysis and configurational mechanics for a fail‐safe design of structures
复制标题
用于结构故障安全设计的优化、不确定性分析和构型力学的耦合方法
DOI：
10.1002/nme.5282
复制
发表时间：
2017
影响因子：
2.9
通讯作者：
Kaliske
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Serafinska;Özenç;Kaliske
在这一贡献中，提出了一种新的结构失效安全优化设计方法，即采用遗传算法进行优化，在断裂力学框架下进行结构分析和不确定性分析的耦合方法。故障安全结构的理念是即使在损坏的条件下，例如子结构的局部故障，也能保持其功能和完整性。本文介绍了一种由于止裂器的应用而具有损伤累积功能的子结构的设计思想。如果这种子结构被集成在一个耦合的子结构系统中，它将积累由某些相邻结构单元失效引起的边界条件变化所产生的损伤，并阻止进一步的损伤升级。在有限元框架内，结合离散断裂和基于构型力学的准则，对损伤累积子结构的失效进行了研究。为了设计一种结构，它将按照预定义的场景安全地失效，考虑了不确定性。该方法优化了损伤累积子结构中止裂器的配置，从而阻止了不确定裂纹的扩展，并且只发生局部失效。版权所有©2016 John Wiley&Sons，Ltd.
In this contribution, a novel method for a fail‐safe optimal design of structures is proposed, which is a coupled approach of optimization employing a genetic algorithm, the structural analysis conducted in the framework of fracture mechanics and uncertainty analysis. The idea of fail‐safe structures is to keep their functionality and integrity even under damage conditions, for example, a local failure of substructures. In the present work, a design concept of a substructure exhibiting a damage accumulating function due to the application of crack arresters is introduced. If such a substructure is integrated within a system of coupled substructures, it will accumulate the damage arising from the boundary conditions change induced by the failure of certain neighbouring structural elements and hinder further damage escalation. The investigation of failure of the damage accumulating substructure is introduced within a finite element framework by a combination of discrete fracturing and configurational mechanics based criteria. In order to design a structure, which will fail safely according to a predefined scenario, uncertainties are taken into account. The developed approach optimizes the configuration of crack arresters within the damage accumulating substructure so that the uncertain crack propagation is hindered and only a local failure of this element occurs. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.
登录
查看更多内容
DOI：
10.62913/engj.v45i1.925
发表时间：
2008-03
期刊：
Engineering Journal
影响因子：
--
作者：
J. Berman;M. Bruneau
通讯作者：
J. Berman;M. Bruneau
流化床包衣过程中的传热
DOI：
--
发表时间：
1975
期刊：
影响因子：
--
作者：
G. Meyer
通讯作者：
G. Meyer
具有不确定性的结构优化
DOI：
--
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
--
作者：
N. Banichuk;P. Neittaanmki
通讯作者：
P. Neittaanmki
影响因子：
5.3
作者：
N. Simha;F. Fischer;G. Shan;C. R. Chen;O. Kolednik
通讯作者：
N. Simha;F. Fischer;G. Shan;C. R. Chen;O. Kolednik
影响因子：
4.7
作者：
A. Serafinska;M. Kaliske;C. Zopf;W. Graf
通讯作者：
A. Serafinska;M. Kaliske;C. Zopf;W. Graf