فهرست مطالب

فصلنامه مدل سازی در مهندسی
پیاپی 19 (زمستان 1388)

  • تاریخ انتشار: 1388/11/13
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمد مهدی خطیبی، محمدرضا آشوری، علیرضا آلبویه صفحه 1
    امروزه با اندازه گیری پاسخ سازه هایی نظیر پل ها، برج ها و ساختمان ها که امکان تحریک و یا اندازه گیری نیروهای وارد به آن ها وجود ندارد، می توان خصوصیات دینامیکی آن ها را شناسایی کرد. بدلیل اندازه گیری پاسخ سازه، این روش ها با عنوان آنالیز مودال فقط پاسخ یا آنالیز مودال محیطی شناخته می شوند. یکی از مشکلات مهم این روش ها، میزان نبودن شکل مودهای حاصل از آنالیز است. شکل مودهای میزان شده برای اجرای تکنیک هایی مانند تشخیص خرابی و یا بروز رسانی مدل مورد نیاز می باشند. در این مقاله با استفاده از آنالیز حساسیت، راهکارهایی برای افزایش دقت میزان سازی شکل مودها ارائه شده است. در اینجا از روش تغییر جرم برای میزان سازی استفاده شده است. به منظور بررسی پارامترهای موثر در دقت میزان سازی، از مدل اجزاء محدود یک ساختمان ده طبقه استفاده شده است. بسامدهای طبیعی و شکل مودهای نامیزان به کمک روش تجزیه بسامدی، محاسبه شده اند. در ادامه شکل مودها، به روش تغییر جرم میزان شده اند و حساسیت نتایج نسبت به میزان تغییر جرم، مکان جرم، تعداد جرم و تعداد شکل مودها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از این بررسی نشان می دهند به منظور افزایش دقت باید ابتدا میزان تغییر جرم با سعی و خطا بر روی مدل اجزاء محدود به دست آید و سپس به منظور کاهش خطا، جرم در تمام نقاط سازه پخش شود. همچنین برای میزان سازی از رابطه ای استفاده شود، که خطای کمتری را به دنبال داشته باشد.
    کلیدواژگان: آنالیز ارتعاش محیطی، روش تجزیه بسامدی، میزان سازی، شکل مود، تغییر جرم
  • حسین بخشی، محمد خراسانی، محمدرضا فدوی، غلامرضا قدرتی امیری، محمد علی برخورداری صفحه 11
    به منظور انجام تحلیل های دینامیکی و همچنین تعیین میزان خطرپذیری در هر منطقه بایستی بتوان پارامترهای زمین لرزه احتمالی آن منطقه را تخمین زد. در این مقاله تلاش خواهد شد با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی مقادیر شتاب، سرعت و جابجایی ماکزیمم زمین تخمین زده شود. بدین منظور از شبکه های عصبی به عنوان یکی از روش ها و تکنیک های کاربردی هوش مصنوعی در ارائه یک روش محاسباتی ساده تر برای حذف تردیدها و عدم قطعیت ها در معادلات کاهندگی موجود استفاده شده است. در الگوریتم آموزشی بکار رفته، متوسط سرعت موج برشی در 30 متر اول لایه زمین، بزرگای زلزله، فاصله منشاء تا محل و عمق کانونی زلزله به عنوان پارامترهای ورودی و مقادیر ماکزیمم شتاب، سرعت و جابجایی به عنوان خروجی های این شبکه ها در نظر گرفته شده است. در این تحقیق از 2880 رکورد زلزله ثبت شده در «پروژه تولید نسل جدید روابط کاهندگی» استفاده شده که بزرگای زلزله در این رکوردها بین 5/4 تا 9/7 ریشتر، فاصله ی ایستگاه ثبت رکورد زلزله تا مرکز زلزله بین 3/2 تا 195 کیلومتر، عمق کانونی زلزله بین 5/0 تا 29 کیلومتر و سرعت متوسط امواج برشی در 30 متر اول لایه ی زمین بین 116 تا 2016 متر بر ثانیه می باشد. نتایج بیانگر عمل کرد مناسب و مطلوب شبکه های عصبی در تخمین پارامترهای جنبش نیرومند زمین می باشد.
    کلیدواژگان: پارامترهای جنبش نیرومند، روابط کاهندگی، سرعت موج برشی، زلزله، شبکه عصبی مصنوعی، شتاب ماکزیمم زمین، جابجایی ماکزیمم زمین، سرعت ماکزیمم زمین
  • غلامعلی شفابخش، امیر شاه حسینی صفحه 23
    امروزه در کشورهای در حال توسعه از جمله کشور ایران با توجه به رشد جمعیت و گسترش حمل و نقل و افزایش تقاضا روز به روز بر تعداد خودروها و سفرها افزوده می شود. این امر مشکلات عدیده ای از جمله افزایش غیر قابل قبول زمان سفرها و درصد زیاد تصادفات را به دنبال دارد. بنابراین بررسی حجم ترافیک و نرخ جریان عبوری از مسیر و تحلیل ظرفیت آن به منظور گسترش و بهبود شبکه راه ها از اهمیت خاصی برخوردار است. در این مقاله جریان ترافیک عبوری بزرگراه گرمسار- سمنان به عنوان مطالعه موردی با استفاده از شبیه سازی با نرم افزار CORSIM مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد. سپس با تغییر در عوامل هندسی محور تغییرات نرخ جریان، چگالی و سرعت ترافیک عبوری مورد آنالیز قرار می گیرد. این محور از مسیرهای مهم کشور در جابجایی کالا و مسافر و جزئی از مسیر ارتباطی غرب به شرق می باشد. نرم افزار CORSIM یک نرم افزار شبیه ساز ریزنگر در علم مهندسی ترافیک است که قدرت بالایی در تحلیل و بررسی شبکه راه ها دارد. استفاده از این نرم افزار در کشور ما به علت عدم آشنایی محدود بوده و در مورد شبکه های بزرگراهی برون شهری تا به امروز مورد استفاده قرار نگرفته است. اطلاعات هندسی و ترافیکی محور مورد مطالعه از طریق بررسی میدانی و آمارگیری بدست آمده است. بزرگراه به دفعات مورد پیمایش قرار گرفته است تا اطلاعات از دقت کافی برخوردار باشد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، حجم ترافیک، بزرگراه های برون شهری، عوامل هندسی، آنالیز حساسیت
  • عباس نادرپور، مسعود مفید صفحه 37
    ززززدر فرایند برنامه ریزی و کنترل بهینه و موثر جهت مدیریت و رهبری یک پروژه همواره باید دقت نمود که به تمامی ابعاد پروژه توجه کافی مبذول گردد. شیوه های مرسوم برنامه ریزی و کنترل پروژه مانند CPM، PERT و سایر تکنیک هایی از این قبیل، معمولا روش هایی هستند که بر مبنای نامحدود بودن منابع در پروژه به کنترل زمان انجام فعالیت های پروژه پرداخته و شبکه های ایجاد شده بر مبنای تئوری حاصل از این روش ها، غالبا به بهینه سازی زمان انجام این فعالیت ها می پردازند. بنابراین در این نوع روش ها، این احتمال وجود دارد که در طول اجرای پروژه در مقاطعی از زمان، سطح نیاز به یک منبع یا یکسری از منابع بطور قابل توجهی از سطح دسترسی آن بالاتر و یا پایین تر بوده و پروژه دارای نوسانات زیادی در امر تخصیص منابع به فعالیت ها باشد و چنین چالشی با توجه محدود بودن منابع در پروژه به موازنه منفی زمان و هزینه پرداخته و آن را به پروژه ای غیر اقتصادی و یا توام با تاخیرات چشمگیر و غیر قابل جبران تبدیل می نماید. این مقاله بیانگر مدلی جهت کنترل و بهینه سازی تخصیص منابع به فعالیت های پروژه می باشد. این مدل، که در واقع تعمیمی از تکنیک های CPM وPERT با رویکرد تخصیص بهینه منابع در راستای کنترل زمان بندی استفاده از منابع محدود پروژه است، موجب توزیع موثر و متناسب منابع به فعالیت ها در سطوح مختلف پروژه گردیده و با ممانعت از همزمانی غیر ضروری استفاده چند فعالیت از یک منبع به کاهش نوسانات تخصیص منابع و ایجاد سطح دسترسی متعادل فعالیت ها به منابع در طول اجرای پروژه می پردازد.
    کلیدواژگان: کنترل پروژه، تخصیص منابع، سطوح پروژه، منابع محدود، سطوح دسترسی منابع
  • محمود سعادت فومنی، علی امین بیدختی صفحه 47
    با توجه به قوانین محدود کننده آلودگی و مصرف سوخت خودروها، تحقیقات وسیعی برای کاهش این دو مورد انجام شده است. این مقادیرعلاوه بر مشخصات خودرو به نحوه رانندگی در شهرها نیز بستگی دارد، که آن را با سیکلهای شهری بیان می کنند. بررسی اثر مشخصات این سیکل با نتایج تجربی صحیح بسیار مشکل است. بدین لحاظ الگوریتمی ارائه می گردد، که با معلوم بودن نتایج آزمایش موتور بر روی دینامومتر و مشخصات خودرو، میزان مصرف سوخت و آلایندگی خودروها را در سیکل های استاندارد تخمین می زند. این الگوریتم در چهار چوب یک برنامه به زبان Matlab ارائه می شود، که پس از تایید نتایج برنامه، با مقایسه آن با نتایج تجربی صحیح، برای بررسی اثرات سیکل که شامل تغییر در مدت زمان و مقدار شتابگیری، مدت زمان سرعت ثابت، مقدار سرعت تعویض دنده و مدت زمان توقف خودرو در سیکل شهری مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: مصرف سوخت خودرو، سیکل استاندارد رانندگی، آلایندگی خودرو، نتایج آزمایش موتور
  • مهدی اژدری مقدم، نصرت الله امانیان، احسان جعفری ندوشن صفحه 57
    سرریزهای کنگره ای بعنوان گزینه ای مناسب برای اصلاح سرریزهایی که برای عبور دبی حداکثر محتمل با مشکل روبرو هستند مطرح می شوند. این سرریزها دارای تاج غیر خطی بوده و در یک عرض معین، نسبت به سرریزهای با تاج مستقیم در یک ارتفاع مشابه، دبی عبوری از این سرریزها بیشتر از سرریز مستقیم خواهد بود. سرریزهای کنگره ای به دلیل زیاد بودن دبی عبوری از روی آن ها تحت بارهای هیدرولیکی کم و نیاز به جا و مکان کمتر در پلان نسبت به انواع دیگر سرریزها، سازه هایی اقتصادی محسوب می شوند. بنابراین استفاده از بهینه ترین شکل هندسی که بیشترین گذردهی جریان را تحت شرایط خاص هیدرولیکی به همراه کاهش هزینه ساخت را داشته باشد امری ضروری است. به این منظور در این تحقیق از قابلیت سیستم استنتاج فازی و الگوریتم ژنتیک جهت بهینه کردن هندسه سرریز و ارضای شرایط هیدرولیکی مناسب استفاده گردید. برای ساخت سیستم استنتاج فازی و سپس محاسبه ضریب گذردهی جریان بر پایه الگوهای ورودی- خروجی در دسترس، از مدل سیستم استنتاج فازی- عصبی ANFIS استفاده گردید.در این بخش در مدل ANFIS به آموزش داده های ورودی زاویه دیواره سرریز نسبت به امتداد جریان(α) و نسبت ارتفاع کل آب روی سرریز به ارتفاع سرریز (H_t/p) و خروجی ضریب گذردهی جریان Cd با استفاده از داده های آزمایشگاهی پرداخته شد. در نهایت با بکارگیری الگوریتم ژنتیک و با استفاده از خروجی مدل ANFIS به بهینه یابی هندسه سرریز با تعریف تابع هدف کمینه سازی هزینه های (حجم بتن ریزی) سرریز با ارضای شرایط هیدرولیکی مناسب پرداخته شد.
    کلیدواژگان: سرریز کنگره ای مثلثی، بهینه یابی هندسه سرریز، مدل فازی، عصبی، الگوریتم ژنتیک
  • فرشید جندقی علایی، محمدکاظم شربتدار، میثم جلالی صفحه 69
    اخیرا روش جدیدی به منظور تقویت سازه های بتن مسلح به کمک مصالح FRP به نام«نصب FRP در نزدیکی سطح» یا «NSM-FRP»، مطرح شده است. تحقیقات انجام شده در بکارگیری این روش، اغلب آزمایشگاهی بوده و مطالعات عددی انجام شده در این زمینه بسیار محدود بوده است. تحقیق حاضر در ابتدا به ارائه روش مدل سازی عددی تیرهای بتن مسلح تقویت شده در برش با روش NSM-FRP، با توجه به روش های متعارف مدل سازی و ارائه پیشنهاداتی در آن ها، می پردازد. در روش های متعارف مدل سازی، رفتار چسبندگی بین بتن و مصالح تسلیح (FRP و فولاد) و همچنین رفتار ترک خوردگی بتن، با فرضیات ساده شده ای مدل می شوند. با وجود فراگیر بودن این فرضیات، کاستی های آن ها در زمینه مدل سازی رفتار برشی تیرهای بتن مسلح کمتر مورد تفحص قرار گرفته است. در نتیجه در این مقاله نقاط قوت و ضعف آن ها مورد موشکافی و تحلیل نقادانه قرار می گیرد. برای نیل به این هدف، مدل سازی عددی بر روی دو گروه از نمونه های واقعی انجام شده است. نمونه های گروه اول توسط سایر محققین و نمونه های گروه دوم بواسطه همکاری تعدادی از نویسندگان مقاله حاضر ساخته و آزمایش شده اند. نتایج حاصل از مدل سازی عددی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده و دلایل همخوانی یا عدم همخوانی نتایج بطور مفصل ارائه می شود. نتایج تحقیق نشان می دهد روش پیشنهادی تخمین مناسبی از میزان حداکثر باربری سازه در حالت های مختلف بدست می دهند. اما الگوی ترک خوردگی و توزیع کرنش ها گاها اختلاف محسوسی با نتایج واقعی نشان داده اند بطوریکه نسبت کرنش بیشینه حاصل از مدل های عددی به مدل های آزمایشگاهی در میله های FRP بین 66/0 تا 89/0 و در خاموت های فلزی بین 25/0 تا 60/0 بدست آمده است.
    کلیدواژگان: مدل سازی عددی، تیر بتن مسلح، NSM، FRP، مقاوم سازی برشی، تحلیل غیرخطی
|
  • Khatibi, Ashory, Albooyeh Page 1
    Recently, identification of dynamic properties of structures such as bridges, towers and building, which are not easy to excite, is possible by measuring only the output responses. Due to measuring only the responses when the structure is excited only by ambient or operational forces, these methods are referred as output-only modal analysis or operational modal analysis (OMA). One drawback of OMA is that the mode shapes are not scaled. However the scaled mode shapes are required for some important applications such as damage detection or model updating. In this paper, a procedure is proposed for precise scaling of the operational mode shapes. The method is based on the sensitivity analysis of the effective parameters in the accuracy of scaling. The finite element model of a ten storey building is used to present the capability of the method. The natural frequencies and unscaled mode shapes have been estimated using FDD method and the mass change method is applied for scaling the mode shapes. The sensitivity of the results to the amount, location and the number of added masses and the number of modes under investigation have been evaluated. It is shown that the amount of added masses can be estimated by try and error of the FE model of structure and the masses should be distributed all over the structure to decrease the scaling error.
  • Bakhshi, Khorasani, Fadavi, Ghodrati Amiri, Barkhordari Page 11
    Dynamic analyses require many seismic data such as design acceleration and spectra of the site and earthquake records. This paper aims to predict peak ground acceleration, speed, and displacement using Artificial Neural Network (ANN). The proposed method of estimating PGA, PGV and PGD from earthquake parameters via a neural network has been applied to the database of the Next Generation Attenuation (NGA) project which includes 1950 recorded earthquake accelerograms classified into three sets according to the faulting mechanism for the training of the neural networks. The number of earthquake accelerograms for each mechanism (the strike-slip, reverse and reverse-oblique) is 650. Earthquake records have moment magnitudes between 4.5 and 7.9 Richter, distances from the recording site to epicentre ranging from 2.3 to 195 kilometres, hypocenter depths between 0.5 to 29 kilometres, and average shear-wave velocities in the top 30m ranging from 116 to 2016 m/sec. In the selected learning algorithm, the average speed of the shear wave in the top 30 metres, focal depth, magnitude and distance to source are the input variables, and Peak Ground Acceleration, Velocity and Displacement (PGA, PGV and PGD) values are used as output. Close match between the predicted values of the deployed method with the observed values and its ability to reduce or even eliminate the uncertainties in the attenuation relationships show that this method can be used as a reliable method for predicting the main parameters of strong ground motions. The results indicate successful performance for the artificial neural network algorithm in predicting the expected results.
  • Shafabakhsh, Shahhosseini Page 23
    Today, in Third-world countries such as Iran tendency the population growth and width of transportation and high rank of needed increase the number of cars and travels, that thi is increasing of the unreasonable of travel time and high rate of accidents. So the expection the density of passing traffic for a street and capacity analysis to extence and improvement of road network is too important. In this essay, we inspect truly the passing traffic of highway between Semnan-Garmsar simulating CORSIM software. Then with changeable geometric matters we analyse the changes of the density of passing traffic and the race of passing traffic. This highway is one of the important roadway in our country for transferring passengers and stuffs and is apart of road connectivity between west-east. CORSIM is a through going simulated software in science traffic engineering, which has the high capability in analysis of road network. As a result of lacking acquaince with this software, its used is limited in our country and until now it is uselessness about urban highway network. Geometritic and traffic information was received through real observation so that they have great accuracy.
  • Naderpour, Mofid Page 37
    In the process of effective and optimized planning and control, in order to manage the project, it is necessary to consider all the project aspects. Common techniques of project scheduling and control such as CPM and PERT assume unlimited resource availability in project network analysis; Developed networks due to theory derived of this techniques are networks that deal with time optimization of the activities. Consequently in this schedule and control methods, it is possible that during the project performance in some time periods, requirement to one or more resources is higher than the availability level or include more resource fluctuations. It can finally convert the project into an uneconomical project by a negative time and cost trade off or cause considerable deliveries in project performance time. This paper presents a technical method for controlling and optimizing resource allocation to project activities; This technique as an extension to the basic CPM and PERT approach presents a simple method for controlling the project schedule of resource allocation by considering their constraints and causes the optimized and efficient distribution of tasks to project levels; Finally by avoiding the simultaneous unnecessary use of several activates of a critical resource and by generating efficient levels of resource availability, it optimizes the project approaches.
  • Saadat Fumane, Amin Beidokhti Page 47
    According to the restrictive rules of pollution and vehicle's fuel consumption, extensive researches have been done for reduction them. These parameters not only depend on vehicle's characteristics, but also depend on driving in cities. These parameters are explained by driving city cycles. It is too difficult to obtain the results of cycle in experiment. So we innovate a new algorithm which estimates fuel consumption and pollution amount in standard cycles, having vehicle's characteristics and engine test results on dynamometer. A program was developed in MATLAB. Results of program for a typical vehicle has been compared and confirmed with experimental data and then we studied the effects of cycle that contains changing in accelerating duration, amount of accelerating speed, gear changing speed and duration of stopping vehicle in city cycle on fuel consumption.
  • Azhdary Moghaddam, Amanian, Jafari Nodoshan Page 57
    Labyrinth spillways were considered as one of the appropriate options to pass PMF discharge where the system had difficulties. In a certain width in similar head these spillways with nonlinear crest can pass greater discharges compare to spillways with frontal crest. Since they pass large discharge under low hydraulic heads and need to smaller place in plane compare to other types of spillways, they are considered as economical structures. Therefore it is essential to apply optimum geometry with maximum passing discharge under specific hydraulic conditions with minimum construction cost. For this purpose in this research fuzzy inference system and genetic algorithms to optimize the spillway's geometry which satisfy the hydraulic conditions were used. To apply fuzzy inference system and to evaluate the coefficient based on available input - output pattern, from it ANFIS was employed. In this section in ANFIS model using experimental data input data such as angle of spillway walls along the flow (α), ratio of total head to spillway height (Ht/p), and discharge coefficient (Cd) were trained. Finally, using genetic algorithm and ANFIS model output, optimum geometry was found with defining the minimum cost function to satisfy appropriate hydraulic conditions.
  • Alaee, Sharbatdar, Jalali Page 69
    Application of near-surface mounted (NSM) fiber reinforced polymer (FRP) is emerging as a promising technology for increasing shear strength of reinforced concrete (RC) members. However, most of studies in this field, have been performed experimentally and only very limited research is available on the numerical modeling of such beams using finite element (FE) method. This paper presents the results of a recent study in which a FE procedure was proposed to investigate the effects of conventional numerical modeling assumptions. In such methods, interfaces between concrete and steel stirrups and between concrete and FRP are not considered to predict the behavior of RC beams shear-strengthened with NSM-FRP. Despite the widespread use of these assumptions in numerical modeling of RC beams, their deficiencies and limitations have not been investigated in depth yet. Therefore, this paper presents a critical study on the FE modeling of NSM-FRP shear strengthened RC beams. For this aim, numerical modeling was carried out for two major groups of test beams. In the first group, specimens were selected from available experimental programs published in literature. For the second group, modeling was performed on three rectangular beams, built and tested in structural laboratory by cooperating of authors. Numerical results were compared by experimental findings. The load deflection response obtained from the proposed numerical method showed good agreement with the experimental plots. In some cases, such as cracking pattern and strain distribution in FRP and steel reinforcement, undesirable discrepancies were observed between FE and experiments. Maximum strain ratio between FE and experiments was reported in 0.66 to 0.89 for FRP and in 0.25 to 0.60 for steel stirrups.