منبع پایان نامه ارشد با موضوع پردازش اطلاعات، دانشگاه تهران، سرعت پردازش

دانلود پایان نامه ارشد

فوقاني و تحتاني شبکه به طول 1/9 متر، با اتصالات هم سطح و نوع ديگر (لوله هايي با قطر کوچکتر) براي اعضاي قطري به کار برده شده بودند. اتصالات بين اعضاي اصلي و اعضاي قطري به صورتي طراحي شده بودند که در محل، فقط يک چکش براي نصب آنها لازم باشد. فقط بايد سه لبه فولادي صاف از شيارها عبور مي کرد تا اتصالات در موقعيتي مناسب روي اعضاي اصلي قفل شوند [2].

در فرانسه استفان دوشاتيو (1999-1976) سيستم سه وجهي اس.دي.سي را توسعه داد (1957). اين سيستم به جوش دادن اعضاي لوله اي به اتصالات در کارگاه يا سايت نياز داشت. در همان زمان دوشاتيو سيستم ديگري را با استفاده از مدول هاي هرمي با قاعده مثلث، مربع يا شش ضلعي به نام پيراميتک (pyramitec) توسعه داد (1960). اين سيستم مقدمه اي براي عرضه سيستم يوني بات (Unibat) بود که از مدول هاي مشابهي تشکيل مي گرديد ولي در اين سيستم مدول ها فقط در گوشه ها به يکديگر پيچ مي شدند. دوشاتيو همچنين سيستم تري ديماتيک (Tridimatic) را توسعه داد (1965). اين سيستم، متشکل از خرپاهاي مسطح پيش ساخته و سيستم اسفيروبات (Spherobat) (1984) و گره هاي کروي توخالي دو قسمتي بود که اعضا لوله اي در انتها از طريق پيچ ها به اين گره ها متصل مي شدند [2].

در کشور کانادا براي سيستم تريودتيک (Triodetic)، از آلومينيوم به عنوان مصالح اصلي براي ساختن اعضا و گره ها استفاده مي شود. اين سيستم به صورت تجاري در سال 1960 توسط فنتيمان بروس از اوتاوا، انتاريو، در کانادا عرضه گرديد. اين سيستم با استفاده از اعضاي لوله اي اکسترود شده و با انتهاي مسطح يا تخت و يک قسمت مرکزي آلومينيومي توپر اکسترود شده با سوراخ هايي منطبق بر مخروط انتهايي لوله ها ابداع شده بود. توسعه اين سيستم در سال 1953 به دنبال ساخت يک مدل واقعي از چوب و به صورت شبکه چهار – هشت وجهي آغاز شد [2].

ارائه طرح هاي جديد ريچارد باکمينستر فولر و رشد قابل انتظار سازه هاي مشبک فضايي سبب به وجود آمدن ساختمان سه ربع کره اي به قطر 76 متر به صورت گنبد ژئوزيک براي غرفه آمريکا در نمايشگاه اکسپو 67 مونترال، کانادا شد (شکل 1-2). اين غرفه توسط فولر و با همکاري شرکت هاي سادائو، ژئومتريکس و سيمپسون، گامپروتز و هگر طراحي شد [2].

شکل (1-2) : مطالعات باک مينستر فولر در مورد کره ها

در اواخر دهه 1960 و اوايل 1970، بسياري از اولين نمونه هاي سيستم هاي شبکه فضايي با نسل دوم چنين سيستم هايي جايگزين شدند. بخش لوله هاي شرکت فولاد انگليس که امروزه با نام لوله ها و ميله هاي فولادي انگليسي شناخته مي شود، سيستم نودوس (NODUS) را با دامنه کوچکي از گره هاي اتصال استاندارد که متناسب با مقاطع لوله هاي توليدي با اندازه هاي مختلف و ظرفيت باربري متنوع بودند، طراحي کرد. تمام اتصالات استاندارد براي شکست در شرايط خاص، در مرکز تحقيقات شهر کربي براي اثبات ميزان موثر بودن، آزمايش شدند و يک شبکه فضايي کامل به ابعاد 5/30 x 5/30 متر و به ارتفاع 52/1 متر نيز ساخته و آزمايش شد. اين سازه پس از آزمايش برچيده شده و براي استفاده در آزمايشگاه سازه هاي فضايي در دانشگاه ساري در گيلفورد انگلستان دوباره نصب شد [2].

در دهه 1980 کاربرد مقاطع ممتد از فولاد با نورد سرد براي اعضاي فوقاني و تحتاني در خرپاهاي فضايي بدون گره موجب توسعه سيستم هاي سبک تر و ارزان تري مانند سيستم هارلي (Harley) شد که در ابتدا در استراليا به کار رفت. اين سيستم مي توانست با قاب هاي باربر پايدار در ساختمان هاي با دهانه متوسط رقابت کند. در اين نوع شبکه فضايي اعضاي ممتد در دو جهت عمود بر هم با مقاطع C شکل که پشت به پشت در گره ها به يکديگر پيچ شده اند، واقع مي شود [2].

در دهه 1980 و اوايل دهه 1990، قاب فضايي کيوبيک (CUBIC) و شبکه اسپيس (SPACE) و سيستم شبکه فضايي کاندرهالي (Conder Harley) در انگلستان شناخته شد و به صورت مدولار، که توسعه يافته سيستم خرپاي يوني بات و نمونه اصلاح شده سيستم خرپاي فضايي هارلي استراليايي است، ارائه شد [2].

1-3- کاربرد کامپيوتر در سازه هاي فضايي
دگرگوني وسيعي که توسط کامپيوتر در قلمرو تحليل، طراحي و بهينه يابي سازه اي به وجود آمده است، تا زماني که همزمان با آنها در توليد داده هاي ورودي که امري وقت گير، کسل کننده و مستعد خطاست، پيشرفت حاصل نشود، با يکديگر هماهنگ نخواهند شد. رفتار سازه هاي مشبک فضايي قابل مقايسه با صفحات مسطح است و قبل از پيشرفت در محاسبات ديجيتالي سريع و نرم افزارهاي تحليل سازه هاي سه بعدي مناسب، نيروي داخلي اعضاي شبکه هاي فضايي با استفاده از محاسبات دستي بر پايه تئوري صفحات تعيين مي شد. فناوري کامپيوترها طي دهه هاي 1980 و 1990 به سرعت تغيير کرد [2].

سرعت پردازش اطلاعات، حافظه ذخيره کامپيوترها به سرعت و به طرز باورنکردني افزايش يافت، اين در حالي است که قيمت آنها کاهش يافته است. در نتيجه، امروزه مي توان تعداد زيادي شبکه فضايي را به عنوان سازه عضو و گره مجرد بر روي صفحه نمايش کامپيوتر يا نوت بوک در کمترين زمان، بسته به اندازه و پيچيدگي شکل و بارگذاري آن تحليل و مدل کرد. براي تحليل سازه اي، تعيين اطلاعات سازه و مشخص کردن محل گره ها (براي مثال با استفاده از مختصات دکارتي نسبت به سه محور عمود بر هم) لازم است. همچنين جهت، محل و مشخصات فيزيکي هر عضو، نوع اتصال بين ميله ها و گره ها (اتصال مفصلي، کاملاً صلب و يا نيمه صلب) و محل و درجه مقيد بودن براي هر تکيه گاه بايد مشخص شود. سپس مجموعه اي از انواع بارهاي وارد بر شبکه فضايي شامل وزن خود سازه، بارهاي وارد از قبيل پوشش و تاسيسات نصب شده و بارهاي ناشي از بهره برداري مانند بار طبقات، بار برف، بار باد و تأثيرات ناشي از تغييرات درجه حرارت را مي توان تعريف کرد. در حقيقت، تعيين ميزان و نوع تغييرمکان قسمت هاي مجزا در شبکه فضايي، نيازمند بيشترين دقت براي تحليل سازه است. هرچند که کارخانه هاي توليد شبکه هاي فضايي اغلب برنامه هاي کامپيوتري از قبل پردازش شده اي مخصوص توليدات خود براي مختصات گره ها، فهرست اعضا و توضيح اينکه کدام يک از اعضا به کدام گره در شبکه هاي سازه متصل مي شوند، دارند [2].

هنگامي که مشخصات کمّي شکل يک سازه شبکه فضايي مشخص شده باشد، مي توان از محاسبات بيشتري براي ايجاد فرم هاي سازه اي پيچيده تر استفاده کرد. پردازش شکل، همان طور که شرح داده شد، ممکن است با استفاده از نرم افزارهاي کامپيوتري مضاعفي که براي توليدات کارخانه هاي سازنده توسعه پيدار کرده است، انجام شود يا اينکه توسط برنامه هايي مانند فرمين که بر پايه جبر فرمکسي (Formex) استوار است و توسط پروفسور هوشيار نوشين در دانشگاه ساري گيلفورد انگلستان توسعه يافته است، صورت گيرد. پيشرفت بيشتر در توليد پردازش شکل شبکه فضايي از مبادله اطلاعات بين نرم افزار طراحي با کامپيوتر (CAD) که براي ترسيمات مهندسي و معماري به کار مي رود و نرم افزارهاي تجزيه و تحليل سازه حاصل مي شود [2].

پرفسور نوشين وقتي مشاهده کرد که کنترل داده ها دشوارتر و خسته کننده تر از توليد داده ها است، افکار خود را روي اين نکات متمرکز کرد. اين ملاحضات باعث شد که تا او در سال 1975 م، جبر فرمکسي را به شکل ابتدايي ابداع کند. اين انديشه بالنده موجب توسعه بيشتر و انتشار آنها در سال 1984 گرديد. اين امر با پيدايش فرمين (Formian)، يک زبان برنامه نويسي که با استفاده از تلفيق مفاهيم فرمکسي امکان تغيير داده هاي تاشه ها را در زمان اجراي برنامه مي دهد، دنبال شد. برطرف کردن اين موانع منجر به انقلابي در توليد خودکار داده ها گرديد. پرفسور نوشين مزاياي استفاده از فرمول بندي فرمکسي را به عنوان وسيله اي براي توليد داده ها به صورت زير خلاصه کرده است [1]:

– عمليات توليد داده ها براي سيستم هاي سازه اي بسيار ساده مي شود. براي سازه هاي ترکيبي، استفاده از جبر فرمکس بسيار سودمندتر است.

– فضاي مورد نياز براي ذخيره اطلاعات بسيار کاسته خواهد شد. براي سازه هاي بزرگ فضاي مورد نياز براي ذخيره داده ها به شکل صريح خود، چند صد برابر فضاي مورد نياز براي ذخيره داده ها به شکل فرمکسي است. فرمول بندي فرمکسي داده هاي ورودي براي يک سازه فضايي آشيانه هواپيما با 3514 گره و 12926 عضو را مي توان به طور مناسب در تعداد کمي صفحه معمولي جاي داد.

– فرمول بندي فرمکسي را مي توان در طول مراحل طراحي، به راحتي اصلاح يک متن داخل يک واژه پرداز، اصلاح کرد و مي توان آن را پس از هر گونه تغيير ضروري در هندسه، شرايط تکيه گاهي يا بارگذاري براي نشان دادن وضعيت جاري آن، به هنگام کرد.

– کشيدن شکل (تاشه) به منظور توليد داده هاي آن تاشه ضروري نيست. با اين حال، اگر فرمول بندي فرمکسي در دسترس باشد مي توان آن تاشه را در صفحه نمايشگر ديد يا آن را توسط چاپگر چاپ کرد.

– يک سيستم شماره گذاري گرهي واقعي يا مفهومي براي توصيف فرمکسي يک تاشه يا تحليل تنش با استفاده از داده هاي ورودي در يک برنامه تحليل تنش سازگار ضروري نيست. با استفاده از تابع Lineation مي توان به يک خروجي گرافيکي از شماره گره ها و عضوها، نوع المان ها، بارها و نيروها دست يافت. از طرف ديگر، از يک برنامه طراحي مانند اتوکد يا Microstation نيز مي توان استفاده کرد.

– توليد داده هاي فرمکسي نسبت به روش هاي موجود ديگر اين مزيت را دارند که روش هاي ديگر وابسته به برنامه تحليل اند و بنابراين، انعطاف پذيري کمي دارند، در حالي که داده هاي ورودي توليد شده در فرمول بندي فرمکسي را مي توان از طريق برنامه فرمين در برنامه هاي تحليلي متنوعي مانند ABAQUS، SAP2000 و LUSAS مورد استفاده قرار داد.

لازم به ذکر است که اولين کنفرانس سازه هاي فضايي در سال 1966 ميلادي در کالج باترسي لندن برگزار گرديد و پس از آن هر نه سال يکبار کنفرانس بين المللي سازه هاي فضايي در دانشگاه ساري واقع در گيلفورد انگلستان در سال هاي 1993، 1984 و 1975 برگزار شد [1]. در ايران نيز اولين کنفرانس ملي سازه هاي فضايي با شرکت پرفسور هوشيار نوشين، رئيس مرکز تحقيقات سازه هاي فضايي دانشگاه ساري در ارديبهشت سال 1379 در دانشگاه تهران برگزار شد.

1-4- معادل هاي پيوسته
سازه هاي فضايي ممکن است تخت، شبکه تک انحنا (چليک) يا شبکه دو انحنا (گنبد) باشند. به منظور طراحي مقدماتي، با دقت کافي مي توان به جاي سازه فضايي معادل پيوسته آن را طراحي کرد. معادل پيوسته يک سازه فضايي دو لايه شامل دو لايه مجزا از هم است که به فاصله h، معادل عمق سازه فضايي از هم قرار گرفته اند. لايه هاي بالا و پايين که جايگزين عمق سازه اي سازه فضايي شده اند، فقط داراي نيروهاي واقع در صفحات خود هستند. هر لايه معرف يک صفحه معادل است و ممان خمشي به راحتي به وسيله فرمول هاي نظريه حاکم بر ورق ها به دست مي آيند. با تقسيم ممان هاي خمشي در صفحه معادل بر h، نيروهاي حداکثر محاسبه مي شوند. با اين ابعاد به دست آمده مي توان اولين مرحله از تحليل سازه اي را انجام داد. مشخصات سازه معادل پيوسته از نظر استاتيکي زماني با سازه فضايي يکسان خواهد بود که کليه مشخصات سختي آنها يکي باشد. Kollar شرايطي را بررسي کرده است که بر اثر آنها معادل پيوسته ايزوتروپيک (همسانگرد)، ارتوتروپيک (چندسانگرد) يا aelotropic (ناهمسانگرد) بوده است. تحليل و طراحي سازه معادل پيوسته به جاي سازه فضايي توسط Heki و Saka، Renton و Soare نيز انجام شده است [1].

1-5- تحليل استاتيکي شبکه هاي دولايه و سه لايه فضايي
در بررسي پديده خرابي در شبکه هاي دو لايه و سه لايه فضايي، اولين تحليلي که بر روي سازه انجام مي شود تحليل استاتيکي مي باشد. تحليل استاتيکي که در اين مرحله انجام مي شود بايد رفتار غيرخطي را به طور کامل نشان دهد. در اغلب روش هايي که تا دهه هفتاد ميلادي ارائه شد، تحليل غير خطي خرپاهاي فضايي با استفاده از روش نمودي که مبتني بر بهنگام کردن و معکوس کردن مجدد ماتريس سختي است، انجام مي گيرد. در اين روش پس از اعمال نمو بار يا

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه ارشد با موضوع قرن نوزدهم، حمل و نقل Next Entries منبع پایان نامه ارشد با موضوع طرح و ساخت