Optymalizacja stateczności konstrukcji. Współczesne problemy
Bogdan Bochenek, Jacek Krużelecki
rok wydania: 2007
stron: 575
oprawa: miękka
format: 17 x 24 cm
wydawnictwo: Politechnika Krakowska
Problematyka książki dotyczy optymalnego kształtowania konstrukcji inżynierskich i ich elementów. Jest kompendium poświęconym zagadnieniom, w których zjawiska związane ze statecznością są dominujące. Publikacja stanowi kontynuację monografii A. Gajewskiego i M. Życzkowskiego pt. Optimal structural design under stability constraints i obejmuje okres od 1988 do 2006 roku.
SPIS TREŚCI:
Przedmowa
1. Elementy teorii stateczności konstrukcji
1.1. Definicje stateczności
1.1.1. Definicja stateczności Lapunowa
1.1.2. Pierwsza metoda Lapunowa
1.1.3. Druga metoda Lapunowa
1.1.4. Stateczność ciał odkształcalnych
1.2. Stateczność konstrukcji sprężystych
1.2.1. Kinetyczne kryterium stateczności
1.2.2. Statyczne kryterium stateczności
1.2.3. Energetyczna postać statycznego kryterium stateczności
1.2.4. Badanie pokrytycznej ścieżki równowagi
1.3. Stateczność konstrukcji sprężysto-plastycznych
1.3.1. Teoria wyboczenia sprężysto-plastycznego Engessera
1.3.2. Teoria wyboczenia sprężysto-plastycznego Kármána
1.3.3. Teoria wyboczenia sprężysto-plastycznego Shanleya
1.4. Stateczność konstrukcji w warunkach pełzania
1.4.1. Uwagi wstępne
1.4.2. Stateczność konstrukcji bez imperfekcji
1.4.3. Stateczność konstrukcji z imperfekcjami
1.4.4. Zniszczenie w warunkach pełzania
Literatura
2. Problemy optymalnego kształtowania konstrukcji
2.1. Formułowanie problemów optymalizacji
2.2. Kryteria optymalizacji
2.3. Zmienne optymalizacji
2.4. Ograniczenia optymalizacji
2.4.1. Klasyfikacja ograniczeń optymalizacji
2.4.2. Ograniczenia wytrzymałościowe
2.4.3. Ograniczenia związane ze sztywnością lub z podatnością konstrukcji
2.4.4. Ograniczenia związane z drganiami
2.4.5. Ograniczenia technologiczne
2.5. Równania stanu
2.6. Ograniczenia związane ze statecznością w optymalizacji konstrukcji
2.6.1. Uwagi wstępne
2.6.2. Optymalizacja jedno- i wielomodalna
2.6.3. Optymalizacja na równoczesne formy zniszczenia
2.6.4. Lokalny warunek stateczności - konstrukcja równomiernej stateczności
2.6.5. Ograniczenia optymalizacji przy pełzaniu
2.7. Optymalne kształtowanie przy warunkach stateczności uwzględniające nieliniowe sformułowanie problemu
2.7.1. Lokalne, lokalne poszerzone i globalne ujęcie ograniczeń nałożonych na stan pokrytyczny
2.7.2. Sformułowania szczegółowe problemów optymalnego kształtowania z uwagi na stan pokrytyczny
Literatura
3. Metody optymalizacji konstrukcji
3.1. Uwagi wstępne
3.2. Rachunek wariacyjny
3.3. Zasada maksimum Pontriagina
3.4. Metody numeryczne optymalizacji
3.4.1. Algorytm symulowanego wyżarzania
3.4.2. Metoda roju cząstek
3.4.3. Metoda ruchomych asymptot
Literatura
4. Kolumny sprężyste i niesprężyste
4.1. Uwagi wstępne
4.2. Optymalizacja kolumn sprężystych pod działaniem obciążenia mieszanego
4.2.1. Sformułowanie problemu optymalizacji
4.2.2. Równania stanu oraz warunki brzegowe z uwagi na wyboczenie w dwóch płaszczyznach
4.2.3. Warunki konieczne optymalności
4.2.4. Warianty optymalizacji
4.2.5. Wyniki optymalizacji kolumn
4.3. Jednomodalna i wielomodalna optymalizacja kolumn z uwagi na zachowanie pokrytyczne
4.3.1. Optymalizacja prostych modeli prętowych o jednym stopniu swobody
4.3.2. Optymalizacja kolumny na podłożu sprężystym
4.3.3. Optymalizacja pręta Sterna
4.3.4. Pręt narażony na utratę stateczności pod wpływem przyrostu temperatury
4.3.5. Optymalizacja z uwagi na utratę stateczności przy dużych zaburzeniach stanu równowagi
4.3.6. Zmodyfikowana optymalizacja pręta narażonego na sprężysto- plastyczną utratę stateczności
4.3.7. Optymalne kształtowanie kolumn z uwagi na zachowanie pokrytyczne w ujęciu analitycznym
4.4. Wybrane zagadnienia optymalizacji kolumn w warunkach pełzania
4.4.1. Optymalizacja kolumn mimośrodowo ściskanych w nawiązaniu do teorii wyboczenia pełzającego Kempnera-Hoffa
4.4.2. Optymalność mimośrodowo ściskanych kolumn równomiernej wytrzymałości w warunkach pełzania
Literatura
5. Łuki
5.1. Uwagi ogólne
5.2. Kołowe łuki sprężyste narażone na wyboczenie w płaszczyźnie i z płaszczyzny
5.2.1. Analiza stateczności łuku
5.2.2. Optymalizacja wariacyjna przy jednej funkcji kształtowania
5.2.3. Optymalizacja parametryczna
5.2.4. Optymalizacja wariacyjna przy dwóch niezależnych funkcjach kształtowania
5.3. Łuk kołowy o osi wydłużalnej optymalizowany z uwagi na zachowanie pokrytyczne
5.3.1. Model łuku
5.3.2. Łuk sprężysty
5.4. Łuki kołowe narażone na wyboczenie przy pełzaniu
5.4.1. Analiza stateczności
5.4.2. Optymalizacja wariacyjna przy jednej funkcji kształtowania
5.4.3. Optymalizacja wariacyjna przy dwóch niezależnych funkcjach kształtowania
Literatura
6. Ramy
6.1. Uwagi wstępne
6.2. Optymalizacja ramy portalowej
6.2.1. Równania stanu i warunki brzegowe
6.2.2. Sformułowanie zadania optymalizacji
6.2.3. Wyniki obliczeń numerycznych i dyskusja
6.3. Model ramy Koitera
6.3.1. Analiza stateczności
6.3.2. Optymalizacja z uwagi na zachowanie pokrytyczne
6.4. Rama Koitera
6.4.1. Analiza stateczności
6.4.2. Optymalizacja z uwagi na zachowanie pokrytyczne
Literatura
7. Płyty
7.1. Uwagi wstępne
7.2. Sprężysta płyta pierścieniowa pod działaniem obciążenia mieszanego lub termicznego
7.2.1. Sformułowanie problemu optymalizacji
7.2.2. Równania stanu
7.2.3. Warunki brzegowe
7.2.4. Warianty optymalizacji płyt pierścieniowych
7.2.5. Wyniki optymalizacji płyt pierścieniowych
7.3. Płyta pierścieniowa w warunkach pełzania
7.3.1. Równania stanu
7.3.2. Sformułowanie problemu optymalizacji
7.3.3. Przykłady płyt optymalnych
Literatura
8. Powłoki
8.1. Uwagi wstępne
8.2. Sformułowanie zagadnienia optymalizacji powłok obrotowosymetrycznych przy obciążeniach złożonych
8.3. Ścianka równomiernej stateczności
8.3.1. Ogólny przypadek obciążenia
8.3.2. Zawężone przypadki obciążenia
8.4. Ujednolicenie sformułowania problemu optymalizacji dla wszystkich wariantów obciążenia
8.5. Optymalizacja powłok dla zawężonych przypadków obciążenia
8.5.1. Obciążenie ciśnieniem hydrostatycznym
8.5.2. Obciążenie ciśnieniem hydrostatycznym i siłą osiową
8.5.3. Obciążenie ciśnieniem hydrostatycznym i momentem skręcającym
8.6. Optymalizacja powłok dla ogólnego przypadku obciążenia
8.6.1. Optymalizacja grubości ścianki dla zadanego kształtu powierzchni środkowej
8.6.2. Optymalizacja kształtu powierzchni środkowej dla zadanej grubości ścianki
8.6.3. Optymalizacja wariacyjna
8.7. Optymalizacja powłok z uwagi na zachowanie pokrytyczne
8.7.1. Model powłoki ściskanej ciśnieniem promieniowym
8.7.2. Powłoka walcowa ściskana promieniowo
8.7.3. Powłoki osiowosymetryczne - optymalizacja grubości
Literatura
9. Pręty cienkościenne
9.1. Cienkościenne pręty proste o profilu zamkniętym i podwójnej krzywiźnie
9.1.1. Uwagi wstępne
9.1.2. Sformułowanie problemu optymalizacji
9.1.3. Opis geometrii pręta
9.1.4. Obciążenia działające na konstrukcję
9.1.5. Optymalizacja prętów o kołowym profilu linii środkowej przekroju
9.1.6. Optymalizacja prętów o bisymetrycznym przekroju poprzecznym powierzchni środkowej
9.1.7. Pręty osiowosymetryczne obciążone termicznie
9.2. Optymalizacja cienkościennych belek i łuków
9.2.1. Uwagi wstępne
9.2.2. Kształtowanie belek o przekroju dwuteowym narażonych na zwichrzenie
9.2.3. Łuk o przekroju skrzynkowym
9.2.4. Łuk o przekroju dwuteowym
Literatura
10. Sprężyny śrubowe
10.1. Uwagi wstępne
10.2. Stateczność sprężyn śrubowych
10.2.1. Rozwiązanie ścisłe na podstawie równań Haringxa
10.2.2. Koncepcja pręta zastępczego
10.3. Sformułowanie zagadnienia optymalizacji sprężyn śrubowych z uwagi na stateczność
10.4. Równania ogólne dla sprężyn śrubowych
10.4.1. Równania stanu
10.4.2. Ograniczenia optymalizacji
10.5. Optymalizacja wariacyjna
10.5.1. Optymalizacja przy pełnej liczbie zmiennych decyzyjnych (α0 i R0)
10.5.2. Optymalizacja kąta nawinięcia α0
10.5.3. Optymalizacja promienia R0
10.5.4. Optymalizacja sprężyn o stałym skoku h0
Literatura
Zakończenie
