شماره راهنما :
1308 دكتري
پديد آورنده :
حاجيان، مهدي
عنوان :
طراحي سيستم آناليز پاسخ تصادفي با استفاده از روش اجزاء مرزي محدود مقياس شده و سيستم استنتاج عصبي فازي سازگار براي تخمين احتمال شكست در صفحات نانوگرافن
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
[سيزده]، ۱۰۵ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مهران مرادي
توصيفگر ها :
صفحات نانو گرافن , آناليز پاسخ تصادفي , سيستم استنتاج عصبي فازي سازگار , اجزاء مرزي محدود مقياس شده
استاد داور :
محمدرضا فروزان، مهدي كاروان، ناصر خاجي
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/10/26
كد ايرانداك :
ID1308 دكتري
چكيده فارسي :
چکیده گرافن يکی از مواد کريستالی دوبعدی است که در سالهای اخیر شناسايی و تحلیل شده است صفحه ای ورقه ای شکل به ضخامت اتم کربن گرافن تک اليه مینامند اين ماده جديد ماده منحصر به فرد زيادی دارد که اين امر باعث میشود آن را برای مطالعات اساسی و کاربردهای آينده به ماده ای جالب مبدل سازد گرافن به عنوان يکی از آلوتروپهای کربن در يک شبکه شش وجهی النه زنبوری با فاصله پیوند کربن کربن مطرح است به دلیل وجود عدم قطعیت در هندسه ترک اندازه زاويه و موقعیت ترک خواص ماده چقرمگی شکست و ضريب پواسون و نیروهای خارجی آنالیزهای دقیق نمیتواند يک تصوير کامال واقع بینانه از ساختارهای ترکدار و احتمال شکست آنها ارائه نمايد مکانیک شکست احتماالتی که نظريه کالسیک مکانیک شکست را با نظريه احتمال ترکیب میکند مشخصههای احتماالتی ساختارهای ترکدار را توسط پارامترهای نامشخص مهیا مینمايد اين امر کامال پذيرفته شده است که روش طراحی و بهینهسازی يک ساختار بر پايه احتماالت و در نظرگرفتن عدم قطعیتهای موجود بسیار منطقی تر از روش طراحی و بهینه سازی ساختار بر پايه درنظر گرفتن ضريب اطمینان برای طراحی و بهینه سازی مهندسی است در اين پايان نامه برای اولین بار شکست احتمالی صفحات نانوگرافن ترکدار با رويکرد احتماالتی با استفاده از آنالیز پاسخ تصادفی و روش اجزا محدود مرزی مقیاس شده محاسبه شده است جهت محاسبه احتمال شکست چهار گشتاور اول تنش از جمله میانگین و واريانس گشتاور سوم و گشتاور چهارم در زوايای مختلف ترک با درنظرگرفتن طول نرمالیزه شده ترک تنش شکست و میزان بارکششی اعمالی به عنوان متغیرهای تصادفی محاسبه گرديد نتايج نشان میدهد بیشترين احتمال شکست مربوط به باندهای اتمی نوک ترک میباشد در صفحات نانوگرافن دارای ترک مرکزی در زوايای مختلف ترک هرچه جهت میزان بارکششی اعمالی با راستای ترک از حالت عمود به حالت موازی سوق پیدامیکند احتمال شکست باندهای اتمی مختلف کاهش میيابد عالوه براين حساسیت احتمال شکست به طول نرمالیزه شده ترک در زوايای مختلف ترک مورد بررسی قرار گرفت که نتايج حاکی از آنست که ماکزيمم حساسیت هنگامی است که راستای ترک عمود بر تنش اعمالی است آنالیز حساسیت احتمال شکست به تنش اعمالی برای زوايای مختلف ترک نیز صورت گرفت که نشان داد ارتباط مستقیمی بین طول ترک و احتمال شکست وجود دارد باتوجه به اينکه روش مونت کارلو يکی از رايج ترين روشهای آنالیز احتماالتی است نتايج بدست آمده از روش آنالیز پاسخ تصادفی با نتايج حاصل از روش مونت کارلو مقايسه گرديد که نشانگر دقت بسیار باالی اين روش دارد سپس سیستم تخمین احتمال شکست و میزان تنشها در باندهای اتمی اطراف ترک با بهره گیری از سیستم استنتاج عصبی فازی سازگار چندگانه طراحی گرديد به اين منظور چندين مدل مختلف آموزش تست و نتايج خطاهای آماری آنها با يکديگر مقايسه وبهینه ترين سیستم شناسايی گرديد اين سیستم میتواند با داشتن مقادير پارامترهای تصادفی ذکرشده درهر حالتی میزان احتمال شکست و میزان تنش در باندهای اتمی اطراف ترک را بادقت بسیار زياد تخمین بزند کلمات کلیدی صفحات نانو گرافن آنالیز پاسخ تصادفی سیستم استنتاج عصبی فازی سازگار اجزا مرزی محدود مقیاس شده
چكيده انگليسي :
108 Designing the Stochastic Response Analysis System using a Scaled Boundary Finite Element Method and Adaptive Neuro Fuzzy Inference System for Estimating the Probability of Fracture in Nano graphene Sheets Mehdi Hajian Mahdi hajian@pa iut ac ir Date of Submission Mechanical Engineering Group Isfahan University of Technology Pardis College Isfahan 84756 89777 Iran Degree PhD Language FarsiSupervisor Mehran Moradi Moradi@cc iut ac irAbstract In this rsearch for the first time probabilistic fracture of cracked nano graphene sheets is investigatedusing stochastic fracture analysis and scaled boundary finite element method Probabilities of fracture as wellas the first four moments of stresses including average and variances are calculated for all bonds at differentcrack angles assuming normalized crack length failure stress and applied traction as uncertain variables Theresults show that the third moment of stresses is zero which proves that input stochastic parameters are normalones Maximum probable bonds in fracture are the crack tip ones The fracture probabilities in a nano graphene sheet having a central crack decrease as the directions of applied traction and crack change fromnormal state to parallel one In addition the sensitivity of probabilistic fracture to the normalized crack lengthwas perused at different crack angles which show that the maximum sensitivity of fracture probability is incentral crack at the crack normalized length 0 to 0 The sensitivity analysis of fracture probabilityto the applied traction for each crack angle is done as well Comparing the results of stochastic fractureanalysis with Monte Carlo simulation showed good agreement between two methods which is the validityevidence of the presented method Then a Multi Adaptive Neuro Fuzzy Inference System MANFIS is designed to predict the fractureprobability and stresses in the bond near the crack tip in a nano graphene sheet To gain this 02 differentMANFIS were trained tested and their statistical errors were compared which result in finding the optimumsystem out The optimum MANFIS M0 gets its least error after 8 epokes and has less than 80 errorsin compare to MontCarlo results which is really acceptable and shows a drastically high accuracy of thedesigned MANFIS Keywords Nano graphene sheets Stochastic Response Analysis Adaptive Neuro FuzzzyInference System Scaled boundary finite element
استاد راهنما :
مهران مرادي
استاد داور :
محمدرضا فروزان، مهدي كاروان، ناصر خاجي
