| |
 |
|
|
| Avtorstvo: |
Boštjan BRANK // Član komisije za zagovor
|
| Leto: |
2006 |
| Citat: |
VOHAR, Bojan. Optimizacija manipulatorja z
upoštevanjem elastičnih deformacij : doktorska disertacija. [Maribor: B.
Vohar], 2006. XI, 119, [6] f., ilustr. |
| Povzetek: |
V doktorski disertaciji je
predstavljen nov pristop k optimizaciji celastičnih mehanskih sistemov, s
poudarkom na odprtih kinematičnih verigah. Novost je v uporabi končnih
elementov, ki temeljijo na formulaciji absolutnih vozliščnih koordinat. Ta
formulacija je posebej primerna za dinamične analize sistemov elastičnih teles,
kjer so prisotni veliki pomiki ter majhne ali velike deformacije (npr. elastični
manipulatorji, mehanizmi, vitke robotske roke itd). Prikazani so izpeljava
izbranega končnega elementa ravninskega strinega nosilca po tej metodi ter
celoten razvoj in postopek njegove prilagoditve za potrebe optimizacijskega
postopka ter implementacije v lasten programski paket za dinamične analize
mehanskih sistemov. Za povečanje učinkovitosti optimizacije je za
parametrizacijo oblike manipulatorja uporabljena tehnika projektnih elementov na
temelju Beyierevega telesa. To omogoča zelo fleksibilno in tudi hitrejšo
optimizacijo, saj se zmanjša število potrebnih projektnih spremenljivk. Opisani
končni element nosilca je uporabljen v postopku optimizacije, ki je sestavljen
iz dveh delov: analize odziva in občutljivosti ter faze izboljšave konstrukcije.
Prikazana je izpeljava zahtevnih odvodov po projektnih spremenljivkah, ki so
potrebni za občutljivostno analizo, pri čemer je uporabljen diskretiziran
pristop. Zaradi želje po čim večji splošnosti postopka sta uporabljena ločena
lastna programska paketa za analizo in optimizacijo. Metoda se je izkazala za
učinkovito, kar je ilustrirano na osnovi računskih zgledov. Prilagojeni končni
element izkazuje zadovoljivo numerično učinkovitost, uporaba projektnih
elementov pa postopek optimizacije zelo olajša in pospeši.
The
dissertation describes a new approach to shape optimization of elastic multibody
systems, in particular of open kinematic chains. The novelty is the utilization
of finite elements, based on the recently introduced absolute nodal coordinates
formulation. This formulation is suitable for analzying dynamic mechanical
systems that are subjected to large displacements and smallor large
deformations, such as elastic manipulators, mechanisms, slender robot arms, etc.
The derivation of the selected planar shear deformable beam finite element is
shown, followed by the complete and detailed procedure of the element
modification for the optimization purposes and implementation intoour software
for the dynamic analyses of mechanical systems. In order to increase the
optimization efficiency, the design element technique, based on the rational
Beyier body, is used for the shape parameterization of the system. This enables
more flexible and faster optimization process since the number of design
variables is significantly reduced. The described beam finite element is used in
the optimization procedure that is comprised of two phases: response and
sensitivity analysis, followed by the optimization phase. The derivation of
complex design derivatives, which are required for the sensitivity analysis, is
shown, using the discretized approach. To assure as general approach as
possibble, two separate own software packages for analysis and optimization are
used. The proposed method has proven efficient. Its validity is illustrated on
the basis of several numerical examples. The numerical efficiency of the
modified finite element is sufficient, and the use of design elements makes the
optimization process easier and faster. [COBISS.SI-ID 230804992]
|
| Tipologija: |
Član komisije za zagovor |
| COBISS ID |
230804992 Polni zapis iz sistema COBISS |
|
Vpisal 2009/06/10 11:56
|
|
