وبلاگ

 
 
همواره سوال از عامل پدید آورنده بعنوان یک سوال پویا در تمامی زمینه ­های علوم مطرح بوده است. با توجه به پیچیدگی و عوامل پیش ­بینی نشده و عدم تسلط همه جانبه بشر بر مسایل فیزیکی، شناخت عامل بوجود آورنده در بسیاری از موارد میسر نبوده است، لذا با توجه به نگاه جدید و پیشرفت اخیر علوم مختلف، محققان و دانشمندان زیادی تلاش کرده ­اند تا مسایل را بصورت معکوس حل کنند و نگاهی دیگر به مسایل کلاسیک داشته باشند. البته راه پیچیده و طولانی، ولی دست یافتنی است.
میزان آگاهی مهندسین طراح از توزیع زمانی و محل اعمال بار دینامیکی، ارتباط مستقیم با نحوه کارکرد، قابلیت اطمینان و سرویس پذیری سازه­های مختلف دارد. از آنجا که توزیع و محل اعمال بار دینامیکی و ضربه ای در بسیاری از مسایل کاربردی مشخص نمی ­باشد. معمولا چندین بارگذاری مختلف در مراحل تحلیل و طراحی اینگونه مسایل در نظر گرفته می‌شود. در روش­های قدیمی جهت شناسایی بار نیازمند دسترسی به محل اعمال نیرو می­باشد چرا که این روش­ها بر مبنای دریافت و اندازه ­گیری مستقیم بار عمل می­ کنند. همانگونه که مشخص است، دسترسی به محل اعمال نیرو در بعضی موارد پیچیده، در برخی حالات خطرناک و حتی غیرقابل دسترسی است. با توجه به نکته فوق روش­های تحلیل معکوس بسیار سودمند و کاربردی به نظر می­رسد. بطور کلی در تحلیل معکوس با بهره گرفتن از چند حسگر دور از محل اعمال نیرو، پاسخ سازه اندازه ­گیری می­گردد و در نهایت پارامترهای مورد بررسی محاسبه می‌گردد.
البته اندازه ­گیری­ها با دشواری­هایی همراه است، چرا که عوامل زیادی در جهت تضعیف اثر نیرو و اغتشاش در آن وجود دارد. هرچقدر از محل اعمال نیرو دور شویم تاثیر نیرو کاهش می­یابد و در واقع حسگرها مقادیر کمتری را نشان می­ دهند این فاصله در برخی مسایل با

 مقدار تضعیف شده رابطه خطی دارد و در برخی مسایل رابطه بصورت غیرخطی می­باشد. نکته قابل تامل این است که اعمال بار در شرایط ایده­آل نبوده و توزیع زمانی نیرو پیش از حل مساله معکوس غیرقابل پیش ­بینی است، همچنین اندازه ­گیری حسگر با خطا همراه است. تقویت، انتقال و آشکارسازی کمیت اندازه ­گیری نیز مقداری خطا وارد مساله می­ کند. البته خطای محاسباتی نیز به این خطاها افزوده می­ شود. این­ها عواملی است که باعث دشواری حل در مسایل معکوس می­گردد.

هر چند که نخستین روش­های ارائه شده جهت حل مسایل معکوس روش­های تحلیلی می­باشند، اما با توجه به دامنه محدود کاربرد آن­ها، روش­های مبتنی بر حل عددی بیشتر مورد استفاده قرار می­گیرند. از پرکاربردترین  این روش­ها می­توان به روش­های تفاضل محدود، المان محدود و المان­ مرزی، اشاره کرد. در تکنیک­های استفاده شده در سال­های اخیر معمولا مساله معکوس به صورت یک مساله بهینه­سازی فرمول­بندی شده و سپس توسط یک روش عددی مناسب حل می­گردد.
مهمترین چالش در حل مسائل معکوس، بدنهادگی[1] ذاتی مساله و نبود جواب یکتا برای آن، در بسیاری از مسائل می­باشد. ویژگی بدنهادگی، شامل هر دو دسته مسائل دائمی و دینامیکی می­ شود و باعث می­گردد تا این مسائل حساسیت زیادی نسبت به خطاهای نمونه برداری داشته باشند، بطوریکه وجود خطایی ناچیز در داده ­های نمونه برداری سبب ایجاد خطای بزرگ در جواب مساله می­ شود. علاوه بر این، در مسائل دینامیکی به دلیل ماهیت نوسانی کمیت­های اندازه ­گیری شده (مانند کرنش و شتاب)، جواب­های بدست آمده (بارهای اعمالی به سازه) حساسیت بسیار زیادی به داده ­های ورودی خواهند داشت. این امر در زمانی که کمیت اندازه ­گیری شده دارای نوسانات شدیدی باشد آشکارتر است.
یکی از مهمترین مسائل معکوس برآورد نیروی دینامیکی و ضربه وارد بر ورق می­باشد. البته اندازه ­گیری توزیع زمانی نیروی وارده می ­تواند در کاربردهای عملی بسیار مفید باشد، لذا تلاش می­ شود توزیع زمانی نیرو اندازه ­گیری شود و برای رفع مسایل تخصصی­تر در زمینه ورق‌ها، به نظر می­رسد که شناسایی محل ضربه به روشی سریع و دقیق یکی از الزامات باشد. روش شناسایی محل نیرو در عین ساده بودن، جهت بالا بردن سرعت محاسبات، بایستی نوسان داده ­های اندازه ­گیری شده حداقل تاثیر را برآن داشته باشد.
در فصل دوم این پایان نامه ، پیشینه تحقیقاتی که در این زمینه انجام شده ­است را مورد بررسی قرار می­دهیم.
در فصل سوم تلاش شده است تا تئوری و روش­هایی در مورد تئوری دینامیک ورق و حل معکوس بررسی و جمع آوری گردد.
در فصل چهارم با نگاهی ریزبین به مساله معکوس ورق، تلاش شده است تئوری معکوس، جهت شناسایی توزیع زمانی و شناسایی محل اثر نیرو مورد استفاده قرار گیرد.
از آنجا که قسمتی از این پایان نامه با آزمایش عملی و اندازه ­گیری کرنش همراه می‌باشد، در فصل پنجم مکانیزم­ های اندازه ­گیری کرنش، مشکلات و راه حل­های آن، مورد توجه قرار گرفته است.
در فصل ششم، فاکتورهای موثر بر شناسایی توزیع زمانی نیرو و محل اثر نیرو بررسی شده است و یک مساله عملی بصورت معکوس حل گردیده ­است.
در انتها در فصل هفتم نتیجه ­گیری و پیشنهادات جهت فعالیت­های تحقیقاتی آینده آورد شده است.