Untitled Document
Kontakt | Prijava
IKPIR: BIBLIOGRAFIJE: COBISS-ID: 230804992 Ljubljana,  

 

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