Loading...

Axiomatic Design Science: Application in reducing Design Complexities of Special Structures

Fazli, Noroddin |

1470 Viewed
  1. Type of Document: Ph.D. Dissertation
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 42245 (45)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Aerospace Engineering
  6. Advisor(s): Abedian, Ali; Malaek, Mohammad Bagher
  7. Abstract:
  8. This research aims to study fundamentals of design as a science for possible use in special structures. Special structures are referred to those structures that designers’ knowledge for which are insufficient. Designs of such structures are complex in the sense that we lack all necessary elements of design matrix; as well as proper steps to reach the unknowns. Introducing appropriate design strategy for such structures; we show how a design could be developed without specific needs for trial and errors. In this work, various design methodologies and especially “Axiomatic Design” have been examined. In addition, functional requirement and associated design parameters for structural design are effectively defined. The main objective is, of course, to strengthen fundamentals of systematic thinking during the whole design process and finally to show that any new design request is, in fact, possible via a proper design algorithm. We show, design as a science”, provides possibilities to find algorithms through investigation on basic rules, patterns and strategies. Here, a design axiom may be regarded as a design strategy which is usually extracted from natural phenomenon. Current work discusses such concepts which lead to relatively more profound foundations for what is referred to as “Design” of special structures. Through proper case-studies, we show the clear effectiveness of the approach
  9. Keywords:
  10. Structural Design ; Complexity ; Axiomatic Design ; Special Structure ; Design Strategy

 Digital Object List

 Bookmark

  • فهرست مطالب
  • فصل 1- مقدمه
    • 1- 1- «علم طراحی» چیست؟
      • 1- 1- 1- مفاهیم
      • 1- 1- 2- جایگاه «تکامل» در «طراحی» چیست؟
      • 1- 1- 3- «علم طراحی» یا «محصول طراحی»؟
      • 1- 1- 4- «الگوریتم طراحی» چیست؟
      • 1- 1- 5- «علم طراحی» چگونه می‌تواند توسعه یابد؟
    • 1- 2- «طراحی سازه» چیست؟
      • 1- 2- 1- «سازه خاص» چیست؟
      • 1- 2- 2- « سازه خاص» چگونه طراحی می‌شود؟
    • 1- 3- کامپیوتر در طراحی چه جایگاهی دارد؟
    • 1- 4- ساختار رساله
  • فصل 2- تاریخچه و دیدگاه‌ها در طراحی
    • 2- 1- تاریخچه علم مکانیک سازه
    • 2- 2- تاریخچه علم طراحی سازه
    • 2- 3-تاریخچه علم طراحی عمومی
    • 2- 4- مهندسی سیستم1
      • 2- 4- 1- نگاه کلی به مهندسی سیستم
      • 2- 4- 2- طراحی سیستم و طراحی سازه خاص
      • 2- 4- 3- مهندسی سیستم از دیدگاه رساله
    • 2- 5- طراحی سیستماتیک1
      • 2- 5- 1- دیدگاه سیستماتیک
      • 2- 5- 2- طراحی تجسمی
      • 2- 5- 3- دیدگاه رساله درباره طراحی سیستماتیک
    • 2- 6- طراحی اصل محور1
    • 2- 7- مقایسه دیدگاه‌ها
  • فصل 3- مفاهیم و تعاریف از نگاه رساله
    • 3- 1- سازه و ماده از دیدگاه رساله
      • 3- 1- 1- تعریف سازه
      • 3- 1- 2- تعریف ماده
      • 3- 1- 3- کلاسه‌ بندی سازه‌ها
      • 3- 1- 4- سازه در بستر زمان
      • 3- 1- 5- مقیاس میکرو – مقیاس ماکرو
      • 3- 1- 6- هندسه
      • 3- 1- 7- مدل سازی
    • 3- 2- طراحی سازه از دیدگاه رساله
      • 3- 2- 1- هدف
      • 3- 2- 2- سازه بعنوان یک سیستم
    • 3- 3- طراحی ماده
    • 3- 4- ایمنی
      • 3- 4- 1- مفهوم اثر
      • 3- 4- 2- استقامت سازه
      • 3- 4- 3- معیارها در طراحی سازه
    • 3- 5- انواع قید و جایگاه آن در طراحی
  • فصل 4- ایده‌ها و راهکارهای رساله
    • 4- 1- ایده‌های اولیه
    • 4- 2- معرفی مفهوم پارامترهای طراحی طبیعی و مصنوعی
    • 4- 3- اصل صفرم طراحی
      • 4- 3- 1- اصل صفر در ریاضیات
      • 4- 3- 2- اصل صفر در فیزیک
      • 4- 3- 3- حیطه بندی
      • 4- 3- 4- اصل صفر در طراحی سازه
      • 4- 3- 5- سخن آخر
  • فصل 5 - ارتعاش سازه های سلسله مراتبی
    • 5- 1- مقدمه
    • 5- 2- مدل سازی هندسی
    • 5- 3- تحلیل المان محدود
    • 5- 4- نتایج تحلیل‌های المان محدود
    • 5- 5- تحلیل و تفسیر نتایج
    • 5- 6- نتیجه‌گیری
    • بحث و نتیجه‌گیری طراحی
  • فصل 6 - روشی نوین در طراحی تیر خرپایی برای فرکانس طبیعی
    • 6- 1- مقدمه
    • 6- 2- پیش زمینه تئوری
      • 6- 2- 1- تحلیل ابعادی
      • 6- 2- 2- تیر یکنواخت
      • 6- 2- 3- نکته طراحی
      • 6- 2- 4- مقادیر مدول شکل
      • 6- 2- 5- محاسبه فرکانس طبیعی به روش المان محدود
    • 6- 3- پیش زمینه طراحی
      • 6- 3- 1- مدل سازی
      • 6- 3- 2- فرض‌ها
      • 6- 3- 3- روش ترکیبی برای تحلیل
    • 6- 4- طراحی
      • 6- 4- 1- نمودار طراحی
    • 6- 5- مثال عددی
      • 6- 5- 1- طراحی در فضای دو بعدی
      • 6- 5- 2- طراحی در فضای سه بعدی
      • 6- 5- 3- بهبود خواص مقطع تیر
      • 6- 5- 4- مقایسه با یک نتیجه موجود
    • 6- 6- فلسفه طراحی
    • 6- 7- نتیجه‌گیری
    • بحث و نتیجه‌گیری طراحی
  • فصل 7 - توسعه ابزار تحلیلی نوین برای طراحی تیرهای خرپایی سلسله مراتبی
    • 7- 1- مقدمه
    • 7- 2- تئوری
      • 7- 2- 1- مرور تحلیل ابعادی تیر یکنواخت
      • 7- 2- 2- تیر
      • 7- 2- 3- تیر خرپایی
      • 7- 2- 4- تیر خرپایی
      • 7- 2- 5- ارتعاشات طولی
    • 7- 3- طراحی
    • 7- 4- مثال‌های عددی
    • 7- 5- تأیید نتایج با تحلیل المان محدود
    • 7- 6- جمع‌بندی و نتیجه‌گیری
    • بحث و نتیجه‌گیری طراحی
    • پیوست: محاسبه مدول شکل
  • فصل 8 -طراحی سازه کشپا بعنوان سازه حامی آنتن های توری
    • 8- 1- مقدمه
    • 8- 2- سازه کشپا
    • 8- 3- مدل سازی سازه‌ای
      • 8- 3- 1- مدل هندسی
      • 8- 3- 2- مدل سازی و تحلیل المان محدود
    • 8- 4- روش طراحی
    • 8- 5- چارت طراحی
    • 8- 6- بهینه‌سازی
    • 8- 7- جمع‌بندی و نتیجه‌گیری
    • بحث و نتیجه‌گیری طراحی
    • پیوست - طراحی ستون و زه
  • جمع‌بندی و نتیجه‌گیری
  • مراجع و مأخذ
  • پیوست آ- طراحی اصل محور
    • آ- 1- مقدمه
      • آ- 1- 1- تعریف طراحی
      • آ- 1- 2- هدف طراحی اصل محور
      • آ- 1- 3- نقش اصل‌ها در گسترش علم و تکنولوژی: یک بیان تاریخی
      • آ- 1- 4- تقریب اصل محور و تقریب الگوریتمی
    • آ- 2- چهارچوب طراحی اصل محور
      • آ- 2- 1- مفهوم دامنه‌ها
      • آ- 2- 2- تعاریف
      • آ- 2- 3- نگاشت های طراحی
    • آ- 3- اصل اول: اصل استقلال
      • آ- 3- 1- قیدها
      • آ- 3- 2- زیگزاگ بین دامنه‌ها
      • آ- 3- 3- طرح ایده آل، طرح افزونه1 و طرح کوپل2 :مسأ‌له تعداد نسبیDP وFR
        • حالت1 – تعداد پارامترهای طراحی کمتر از تعداد ملزومات عملکردی: طرح کوپل
        • حالت2- تعداد پارامترهای طراحی بیشتر از تعداد ملزومات عملکردی: طرح افزونه
        • حالت3- تعداد پارامترهای طراحی برابر تعداد ملزومات عملکردی: طرح ایده آل
      • آ- 3- 4- تجزیه، زیگزاگ و سلسله مراتب
    • آ- 4- اصل دوم: اصل اطلاعات
      • آ- 4- 1- کاهش مقدار اطلاعات: طراحی مقاوم
      • آ- 4- 2- حذف بایاس
      • آ- 4- 3- کاهش واریانس
        • کاهش مقدار اطلاعات با کاهش سختی.
        • کاهش مقدار اطلاعات با طراحی سیستمی که در برابر تغییر پارامترها مقاوم است.
        • کاهش مقدار اطلاعات با تثبیت پارامترهای اضافی
        • کاهش مقدار اطلاعات با کاهش تغییرات اتفاقی پارامترهای طراحی و فرآیند.
        • کاهش مقدار اطلاعات به روش جبران
        • کاهش مقدار اطلاعات با افزایش حدود طراحی
        • کاهش مقدار اطلاعات با ترکیب پارامترهای طراحی
    • آ- 5- طراحی با اطلاعات ناقص
      • حجم اطلاعات لازم برای طرح ناکوپل
      • حجم اطلاعات لازم برای طرح دکوپل
    • آ- 6- پیچیدگی از دیدگاه طراحی اصل محور
      • آ- 6- 1- پیچیدگی مستقل از زمان
      • آ- 6- 2- پیچیدگی وابسته به زمان
...see more