22273

شبيه سازي هيبريد مجازي در ارزيابي پاسخ لرزه اي قاب هاي فولادي با خرپاي خمشي ويژه اصلاح شده

كارشناسي ارشد

زلزله

1399

1399/04/30

دكتر غلامرضا قدرتي اميري - دكتر مرتضي رئيسي دهكردي

دكتر مهدي اقبالي

عمران

روش شبيه‌سازي هيبريد مجازي يك روش مؤثر، واقع گرايانه و كارآمد براي ارزيابي پاسخ ديناميكي و لرزهاي سيستم‌هاي سازه‌اي جديد و پيچيده مي‌باشد. در اين روش، سازه مورد نظر به تعدادي زيرسازه‌هاي عددي و آزمايشگاهي تقسيم شده و بخش آزمايشگاهي نيز به صورت عددي و در يك نرم‌افزار المان محدود مجزاي ديگرمدل‌سازي مي‌گردد و پاسخ كل سازه با در نظر گرفتن اندركنش آنلاين اين زيرسازه‌ها بوسيله‌ي ميان‌افزار UT-SIM و تحت بارگذاري مورد نظر به دست ميآيد. در شبيه‌سازي هيبريد مجازي سازه مورد نظر در دو نرم‌افزار المان محدود اپنسيس مجزا مدل‌سازي مي‌شوند. سازه اصلي در يك اپنسيس تحت عنوان master و نمونه آزمايشگاهي در يك يا چند اپنسيس مجزا تحت نام slave مدل‌سازي مي‌شوند. براي ايجاد ارتباط بين اين چند مدل اپنسيس از يك ميان‌افزار به نام UT-SIM استفاده مي‌شود. اين برنامه به عنوان واسطي براي انتقال لحظه‌اي اطلاعات هر يك از مدل‌هاي اپنسيس مورد استفاده قرار مي‌گيرد و از آنجا كه كدباز مي‌باشد مي‌توان روش‌ها و تكنيك‌هاي جديدي كه در شبيه سازي هيبريد ارائه مي‌شود را به عنوان يك سابروتين در اين برنامه لحاظ كرد. پردازشگر اصلي كه در آن الگوريتم مورد نظر براي انتگرال‌گيري معادله حركت انجام مي‌شود، تغيير مكان‌هاي مدل master در هر گام زماني را دريافت مي‌كند؛ سپس اين مقادير به زير سازه slave اعمال شده و نيروي بازگشتي از اين زير سازه به پردازشگر اصلي برگردانده مي‌شود و براي محاسبه‌ي دستورات گام بعد مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اين پروسه تا زماني كه كل پاسخ سازه به دست آيد تكرار مي‌شود. مزيت مهمي كه روش شبيه‌سازي هيبريد نسبت به همه ديگر روش‌هاي ارزيابي عملكرد سازه‌ها ايجاد مي‌كند اين است كه امكان استفاده از امكانات چندين آزمايشگاه و چندين نرم‌افزار را به صورت موازي فراهم مي‌آورد. همچنين در مقايسه با روش ميزلرزه بسيار اقتصادي‌تر مي‌باشد؛ چرا كه مدل فيزيكي كل سازه مورد نياز نمي‌باشد. از طرفي نتايج مدل آزمايشگاهي به واقعيت نزديك‌تر است. اين مزيت‌ها ضرورت ايجاد، توسعه و بهبود روش شبيه‌سازي هيبريد و به كارگيري آن جهت بررسي رفتار لرزه‌اي سيستم‌هاي سازه‌اي جديد و موجود تحت زلزله‌هاي شديد را روشن مي‌نمايد.

1399/05/22

Virtual hybrid simulation for seismic evaluation of modified Special Truss Moment Frames (STMFs)

7/21/2021 12:00:00 AM

Hybrid simulation is a powerful and efficient test method for assessment of dynamic response of new and complex structural systems. This method makes it feasible that only critical components of structure be tested experimentally, while the rest of the structure is numerically modelled in the computer. In virtual hybrid simulation, the structures in question are modeled in two separate finite element software(Opensees). The main structure in one Opensees software is called the master and the experimental sample is modeled in one or more separate Opensees under the name slave. An interface called UT-SIM is used to make the connection between these several Opensees models. The program is used as an intermediary to transmit instantaneous information from each of the Opensees models, and because it is open source, new methods and techniques used in the hybrid simulation can be considered as a subroutine in this program. The main processor, in which the algorithm is used to integrate the equation of motion, receives the displacements of the master model at each time step; These values are then applied to the slave sub-structure, and the return force from this sub-structure is returned to the main processor and used to calculate the next step commands. This process is repeated until the entire response of the structure is obtained. The main advantage of this method over shake table method is that larger and more complex systems can be tested by integrating advanced analytical modelling tools and physical laboratories; thus reducing required physical mass and the cost of setting up and operation of simulations.