Detail projektu

Identifikace modelu a optimalizace na úrovni materiálu a konstrukce

Období řešení: 01.01.2004 — 12.12.2006

O projektu

Pro objektivní modelování porušování betonových konstrukcí se používá celá řada nelinárních materiálových modelů. Při praktickém použití těchto modelů je jedním z klíčových problémů identifikace materiálových parametrů. Parametry jako lomová energie, tahová pevnost, aj. nelze vždy získat pomocí experimentů. Určení parametrů některých nově vyvinutých modelů jako je mikroploškový model betonu je velmi obtížné. Proto účinná IDENTIFIKACE materiálových parametrů je jedním z cílů projektu. Předpokládá se použití metod stochastické simulace typu Monte Carlo s následným užitím aparátu neuronových sítí. OPTIMALIZACE s použitím nelinárních FEM výpočtových modelů a principů lomové mechaniky není v současné době příliš používána. Důvodem je časové naročné řešení - optimalizační metody vyžadují opakovaný výpočet odezvy konstrukce. Problém je z tohoto pohledu podobný výpočtům spolehlivosti konstrukce. Motivace zaměřit projekt na výše uvedené dva aspekty výpočtového modelování je skutečnost, že některé účinné metody stratifikované simulace známé z teorie spolehlivosti lze k tomuto účelu použít. Užití výsledků se předpokládá ve dvou oblastech: 1) Kvalitativně vyšší úroveň modelování konstrukce s použitím identifikace parametrů; 2) Možnost provádět objektivnější a ekonomický návrh betonových konstrukcí.

Popis anglicky
Advanced nonlinear material models are used for objective failure modelling of concrete structures with significant nonlinear effects. One of the key problems in practical utilization is an identification of material parameters. Parameters like fracture energy, tensile strength etc. cannot be always determined by experiments. The efficient IDENTIFICATION of material parameters using available basic experimental result of given problem should be of primary interest. Stochastic simulation of Monte Carlo type will be used for identification. Identification should use the theory of neural network in combination with stochastic training of network. OPTIMIZATION using nonlinear FEM models and fracture mechanics concept is very rare nowadays. One obstacle is that nonlinear fracture mechanics computational modeling is computer time demanding and optimization methods require repetitive calculation of structural response/objective function. The problem is similar to that of structural reliability calculations. The motivation to focus the project on these two aspects of computational modeling is, that several advanced techniques such as stratified simulation known from statistical and reliability theory can be used. The utilization of results: 1) Qualitativelly higher level of structural modeling via parameters identification; 2) Possibility to perform an objective optimized design of concrete structures.

Klíčová slova
identifikace, model, optimalizace, konstrukce

Klíčová slova anglicky
identification, models, optimization, structural

Označení

GA103/04/2092

Originální jazyk

čeština

Řešitelé

Novák Drahomír, prof. Ing., DrSc.
- hlavní řešitel (03.05.2004 - nezadáno)

Útvary

Ústav stavební mechaniky
- příjemce (03.05.2004 - nezadáno)

Zdroje financování

Grantová agentura České republiky - Standardní projekty
- plně financující (2004-01-01 - 2006-12-31)

Výsledky

LEHKÝ, D., NOVÁK, D. Identification of material model parameters using stochastic training of neural network. In 5th International PhD Symposium in Civil Engineering. London: Taylor & Francis Group, 2004. p. 535 ( p.)ISBN: 90-5809-676-9.
Detail

LEHKÝ, D. Inverzní stochastická analýza betonových konstrukcí. Inverzní stochastickáanalýza betonových konstrukcí. Brno, ČR: 2005. s. 1-136.
Detail

ŘOUTIL, L., LEHKÝ, D. Metody stanovení parametrů dvouexponenciálního modelu l-d diagramu. In Problémy lomové mechaniky IV. Brno: 2004. s. 74 ( s.)ISBN: 80-214-2585-7.
Detail

LEHKÝ, D., NOVÁK, D. Identifikace statistických parametrů materiálových modelů. In Pravděpodobnost porušování konstrukcí. Brno: 2004. s. 63 ( s.)ISBN: 80-214-2718-3.
Detail

FRANTÍK, P. Stability Study of the Elastic Loop. In 5th International PhD Symposium in Civil Engineering. London: A.A. Balkema Publisher, 2004. p. 1083 ( p.)ISBN: 90-5809-676-9.
Detail

VOŘECHOVSKÝ, M. Stabilita a konvergence numerických metod při simulaci extrémních hodnot rozdělení. In PPK 2004 PRAVDĚPODOBNOST PORUŠOVÁNÍ KONSTRUKCÍ. Brno: VUT v Brně, 2004. s. 77 ( s.)ISBN: 80-214-2718-3.
Detail

VOŘECHOVSKÝ, M., CHUDOBA, R. Stochastické modelování mnohovláknitých svazků pro vyztužení betonu. In PPK 2004 PRAVDĚPODOBNOST PORUŠOVÁNÍ KONSTRUKCÍ. Brno: VUT v Brně, 2004. s. 257 ( s.)ISBN: 80-214-2718-3.
Detail

Červenka, V., Novák, D., Lehký, D., Pukl, R. Identification of shear wall failure mode. In 11th International Conference on Fracture. Turín, Italy: 2005. p. 1 ( p.)
Detail

Vořechovský, M., Bažant, Z., Novák, D. Procedure of statistical size effect prediction for crack initiation problems. In 11th Interntional Conference on Fracture. Turin. Italy: Politecnico di Torino, 2005. p. 1166 ( p.)
Detail

ZÍDEK, R. Nová metoda pro analýzu betonových konstrukcí - geometricky nelineární řešení. In Modelování v mechanice 2005. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2005. s. 231 ( s.)ISBN: 80-248-0776-9.
Detail

MATESOVÁ, D., LEHKÝ, D. Simulation of three-point bending tests of alumosilicate mortars after high temperature loading. In Inženýrská mechanika. Svratka: Institute of Thermomechanics, 2005. p. 217 ( p.)ISBN: 80-85918-93-5.
Detail

LEHKÝ, D.; NOVÁK, D. Probabilistic Inverse Analysis: Random Material Parameters of Reinforced Concrete Frame. In Novel Applications of Neural Networks in Engineering. Lille, Francie: 2005. p. 147-154.
Detail

PERNICA, F. Numericla modelling of sea wall bending experiments. In Juniorstav 2005. Brno, ČR: 2005. p. 1 ( p.)ISBN: 80-214-2829-5.
Detail

ZÍDEK, R.; BRDEČKO, L. Nová metoda pro analýzu reologie betonových konstrukcí. In Engineering Mechanics 2005. Svratka: 2005. s. 361 ( s.)ISBN: 80-85918-93-5.
Detail

MATESOVÁ, D.; LEHKÝ, D.; VOŘECHOVSKÝ, M. Kvazikřehké materiály při vysokých teplotách: numerické modelování. In 12. Betonářské dny. Hradec Králové: Česká betonářská společnost ČSSI a ČBS Servis, s.r.o.: 2005. s. 455-460.
Detail

NOVÁK, D.; VOŘECHOVSKÝ, M.; LEHKÝ, D.; RUSINA, R.; PUKL, R.; ČERVENKA, V. Stochastic nonlinear fracture mechanics finite element analysis of concrete structures. In Safety and Reliability of Engineering Systems and Structures. Rome, Italy: Millpress, Rotterdam, 2005. p. 781-788. ISBN: 90-5966-040-4.
Detail

ČERVENKA, V.; NOVÁK, D.; LEHKÝ, D.; PUKL, R. Identification of shear wall failure mode. In ICF. Turín, Italy: 2005. p. 209 ( p.)
Detail

NOVÁK, D.; LEHKÝ, D. Inverse FEM Analysis I: Stochastic Training of Neural Network. In Inženýrská mechanika 2005. Svratka, Czech Republic: 2005. s. 233 ( s.)ISBN: 80-85918-93-5.
Detail

PERNICA, F.; NOVÁK, D. Corrosion induced cracking: analytical and non-linear fracture mechanics modelling. In Modelování v mechanice 2005. Ostrava, Czech Republic: VŠB-TU Ostrava, Fakulta stavební, 2005. p. 191-196. ISBN: 80-248-0776-9.
Detail

VOŘECHOVSKÝ, M.; MATESOVÁ, D. Interplay of size effects in concrete specimens by computational stochastic fracture mechanics. In Inženýrská maechanika. Svratka, ČR: 2006. s. 1-15. ISBN: 80-86246-27-2.
Detail

LEHKÝ, D.; STRAUSS, A.; BERGMEISTER, K.; NOVÁK, D. Inverse statistical FEM analysis vibration based damage identification of concrete structures. In International Conferene on Bridges. Dubrovník: 2006. p. 461-470. ISBN: 953-95428-0-4.
Detail

LEHKÝ, D.; STRAUSS, A.; BERGMEISTER, K.; NOVÁK, D. Inverse statistical nonlinear FEM analysis of concete structures. In Computational Modelling of Concrete Structures. London, Mayrhofen, Austria: Taylor and Francis Group, 2006. p. 897-904. ISBN: 0-415-39749-9.
Detail

RAMÍK, Z.; LEHKÝ, D.; VEJVODA, S.; NOVÁK, D. Inverse analysis of loading of the walking undercarriage frame of giant machine ZP 10000. In Engineering Mechanics 2006. Svratka, ČR: 2006. s. 314-315. ISBN: 80-86246-27-2.
Detail

LEHKÝ, D.; NOVÁK, D.; RAMÍK, Z.; VEJVODA, S. Identifikace rozložení zatížení roštu podvozku velkostroje pomocí umělých neuronových sítí. In Dynamicky namáhané konstrukce DYNA 2006. Brno, ČR: 2006. s. 123-130. ISBN: 80-214-3164-4.
Detail

FRANTÍK, P.; LEHKÝ, D. Význam vlastních frekvencí pro lokalizaci poškození konzolového nosníku. In Pravděpodobnost porušování konstrukcí - PPK 2006. Brno, ČR: 2006. s. 307-312. ISBN: 80-214-3251-9.
Detail

FRANTÍK, P. Modelování ztráty stability prutu kroucením při osovém tlaku. In Směřování kateder/ústavu STM stavebních fakult ČR a SR. Mikulov, ČR: 2006. s. 5-10. ISBN: 80-214-3248-9.
Detail

STRAUSS, A., BERGMEISTER, K., NOVÁK, D., LEHKÝ, D. Stochastische Parameteridentifikation bei Konstruktionsbeton für die Beton. Beton und Stahlbeton, 2004, vol. 99, no. 12, p. 1 ( p.)ISSN: 0005-9900.
Detail

NOVÁK, D., LEHKÝ, D. Neural network based identification of material model parameters to capture experimental load-deflection curve. Acta Polytechnica, 2004, vol. 44, no. 5-6, p. 110 ( p.)ISSN: 1210-2709.
Detail

NOVÁK, D.; LEHKÝ, D. ANN inverse analysis based on stochastic small-sample training set simulation. ENGINEERING APPLICATIONS OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE, 2006, vol. 19, no. 5, p. 731-740. ISSN: 0952-1976.
Detail

CHUDOBA, R.; VOŘECHOVSKÝ, M.; KONRAD, M. Stochastic modeling of multi-filament yarns. I. Random properties within the cross-section and size effect. International Journal of Solids and Structures, 2006, vol. 2006 (43), no. 3-4, p. 413-434. ISSN: 0020-7683.
Detail

STRAUSS, A., LEHKÝ, D., NOVÁK, D., BERGMEISTER, K., SANTA, U. Probabilistic response identification and monitoring of concrete structures. In 3rd European Conference on Structural Control, 3ECSC. Vídeň: 2004. p. 1 ( p.)
Detail