Análisis estocástico de elementos finitos de estructuras de placas considerando campos aleatorios de parámetros espaciales
Autores: Yang, Yan; Ge, Fang-Wen; Liu, Xiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis estocástico de elementos finitos de estructuras de placas considerando campos aleatorios de parámetros espaciales
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estructuras de placas
Parámetros aleatorios
Campo aleatorio bidimensional
Método de elementos finitos estocásticos
Expansión de Karhunen-Loève
Eficiencia computacional
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Para las estructuras de placas, sus parámetros aleatorios pueden considerarse como un campo aleatorio bidimensional en el plano. Para resolver la teoría de placas considerando un campo aleatorio bidimensional, se adoptó una estrategia eficiente para el método de elementos finitos estocásticos. En primer lugar, se utilizó el método de elementos finitos estocásticos para establecer el modelo estructural de la placa, en el que se consideraron las características del campo aleatorio del parámetro, y se obtuvo la expresión matemática de su campo aleatorio a través de la expansión de Karhunen-Loève; en segundo lugar, se aplicó el método de estimación puntual para calcular las estadísticas de las estructuras aleatorias. La eficiencia computacional puede mejorarse significativamente a través de la estrategia de selección de puntos de referencia. Se verificó la precisión y eficiencia de la estrategia de cálculo, y se discutieron las influencias de la longitud de correlación y el coeficiente de variación del parámetro en la respuesta aleatoria de las estructuras de placas bajo diferentes tipos de placas (incluyendo placa de Kirchhoff y placa de Mindlin) y condiciones de contorno (incluyendo simplemente soportado y soportado por abrazadera). El método propuesto puede proporcionar ayuda para resolver problemas estáticos de estructuras de placas.
Descripción
Para las estructuras de placas, sus parámetros aleatorios pueden considerarse como un campo aleatorio bidimensional en el plano. Para resolver la teoría de placas considerando un campo aleatorio bidimensional, se adoptó una estrategia eficiente para el método de elementos finitos estocásticos. En primer lugar, se utilizó el método de elementos finitos estocásticos para establecer el modelo estructural de la placa, en el que se consideraron las características del campo aleatorio del parámetro, y se obtuvo la expresión matemática de su campo aleatorio a través de la expansión de Karhunen-Loève; en segundo lugar, se aplicó el método de estimación puntual para calcular las estadísticas de las estructuras aleatorias. La eficiencia computacional puede mejorarse significativamente a través de la estrategia de selección de puntos de referencia. Se verificó la precisión y eficiencia de la estrategia de cálculo, y se discutieron las influencias de la longitud de correlación y el coeficiente de variación del parámetro en la respuesta aleatoria de las estructuras de placas bajo diferentes tipos de placas (incluyendo placa de Kirchhoff y placa de Mindlin) y condiciones de contorno (incluyendo simplemente soportado y soportado por abrazadera). El método propuesto puede proporcionar ayuda para resolver problemas estáticos de estructuras de placas.