Original title: Citlivostní analýza stabilitních problémů ocelových konstrukcí
Translated title: Sensitivity analysis of stability problems of steel structures
Authors: Valeš, Jan ; Vičan,, Josef (referee) ; Kučerová,, Anna (referee) ; Melcher, Jindřich (referee) ; Kala, Zdeněk (advisor)
Document type: Doctoral theses
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstract: [cze] [eng]
Dizertační práce se zaměřuje na zpracování globální citlivostní analýzy únosnosti ocelových válcovaných nosníků namáhaných na klopení, vzpěr kolmo na měkčí i tužší osu průřezu. Za účelem výpočtu únosností byly v programu Ansys vyvinuty podrobné geometricky a materiálově nelineární modely za použití prostorových konečných prvků. Tyto modely umožnily modelovat náhodné imperfekce, jakými byly počáteční geometrické zakřivení osy, rozměrové odchylky průřezu a materiálové vlastnosti oceli. Citlivostní analýzou se kvantifikoval jejich vliv na únosnost. Náhodné realizace imperfekcí byly pro zvolenou sérii poměrných štíhlostí generovány metodou Latin Hypercube Sampling. Jelikož by bylo pro vyhodnocení citlivostní analýzy únosnosti všech konečně-prvkových modelů potřeba extrémně vysoké množství výpočetního času, cílila práce na vyvinutí meta-modelu založeného na aproximaci konečně-prvkového modelu. Aproximační polynom pak umožnil vyhodnotit citlivostní indexy s použitím vysokého počtu simulací. V závěru práce jsou vykresleny citlivostní indexy ve vztahu k poměrným štíhlostem a stanoveny vstupní náhodné veličiny, které se svou variabilitou nejvíce podílejí na proměnlivosti únosnosti. The doctoral thesis is focused on evaluation of global sensitivity analysis of load-carrying capacity of steel hot-rolled beams. These beams are subjected to lateral-torsional buckling, weak axis buckling and strong axis buckling. Very comprehensive computational models which were both geometrically and materially nonlinear were created in Ansys software using solid finite elements to calculate the load-carrying capacity. The computational models allowed modelling of random initial imperfections such as initial curvature, deviations of cross-section dimensions and steel properties. Sensitivity analysis quantified their influence on the load-carrying capacity. Simulation runs of random imperfections were generated using the Latin Hypercube Sampling method. Since the evaluation of sensitivity analysis of load-carrying capacity of all finite element models would cost an extreme amount of computer time, the thesis aimed at developing a meta-model (also known as surrogate model) based on approximation of FEM model. The approximation polynomial then facilitated the evaluation of sensitivity indices using a high number of simulation runs. At the end, the relationships between the slenderness and the first and second-order sensitivity indices are plotted in graphs. Those random input imperfections that influence the variability of load-carrying capacity the most are pointed out.
Keywords: FE model; I-section beam; initial imperfection; lateral buckling; lateral-torsional buckling; polynomial approximation; residual stress; Sensitivity analysis; Citlivostní analýza; I-profil; klopení; konečně-prvkový model; polynomická aproximace; počáteční imperfekce; vlastní pnutí; vzpěr

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/137012

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-589794


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses