Strain Energy and Entropy Based Scaling of Buckling Modes

Simple item page
dc.contributor.authorKala, Zdeněkcs
dc.coverage.issue12cs
dc.coverage.volume25cs
dc.date.accessioned2024-02-22T13:46:19Z
dc.date.available2024-02-22T13:46:19Z
dc.date.issued2023-12-06cs
dc.description.abstractA new utilization of entropy in the context of buckling is presented. The novel concept of connecting the strain energy and entropy for a pin-ended strut is derived. The entropy of the buckling mode is extracted through a surrogate model by decomposing the strain energy into entropy and virtual temperature. This concept rationalizes the ranking of buckling modes based on their strain energy under the assumption of given entropy. By assigning identical entropy to all buckling modes, they can be ranked according to their deformation energy. Conversely, with identical strain energy assigned to all the modes, ranking according to entropy is possible. Decreasing entropy was found to represent the scaling factors of the buckling modes that coincide with the measurement of the initial out-of-straightness imperfections in IPE160 beams. Applied to steel plane frames, scaled buckling modes can be used to model initial imperfections. It is demonstrated that the entropy (scale factor) for a given energy roughly decreases with the inverse square of the mode index. For practical engineering, this study presents the possibility of using scaled buckling modes of steel plane frames to model initial geometric imperfections. Entropy proves to be a valuable complement to strain energy in structural mechanics.en
dc.description.abstractJe představeno nové využití entropie v kontextu vzpěru. Je odvozen nový koncept spojení deformační energie a entropie pro vzpěru s kolíkovým koncem. Entropie režimu vzpěru je extrahována pomocí náhradního modelu rozkladem deformační energie na entropii a virtuální teplotu. Tento koncept racionalizuje řazení módů vzpěru na základě jejich deformační energie za předpokladu dané entropie. Přiřazením stejné entropie všem režimům vzpěru je lze seřadit podle jejich deformační energie. Naopak s identickou deformační energií přiřazenou všem módům je možné klasifikaci podle entropie. Bylo zjištěno, že klesající entropie představuje faktory měřítek režimů vzpěru, které se shodují s měřením počátečních imperfekcí mimo přímost u nosníků IPE160. Při aplikaci na ocelové rámy lze k modelování počátečních imperfekcí použít zmenšené režimy vzpěru. Je ukázáno, že entropie (měřítko) pro danou energii zhruba klesá s inverzní druhou mocninou indexu modu. Pro praktické inženýrství tato studie představuje možnost použití měřítek režimů vzpěru ocelových rovinných rámů k modelování počátečních geometrických imperfekcí. Entropie se ukazuje jako cenný doplněk deformační energie ve strukturální mechanice.cs
dc.formattextcs
dc.format.extent1-17cs
dc.format.mimetypeapplication/pdfcs
dc.identifier.citationENTROPY. 2023, vol. 25, issue 12, p. 1-17.en
dc.identifier.doi10.3390/e25121630cs
dc.identifier.issn1099-4300cs
dc.identifier.orcid0000-0002-6873-3855cs
dc.identifier.other187474cs
dc.identifier.researcheridA-7278-2016cs
dc.identifier.scopus7003615152cs
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11012/245189
dc.language.isoencs
dc.publisherMDPIcs
dc.relation.ispartofENTROPYcs
dc.relation.urihttps://www.mdpi.com/1099-4300/25/12/1630cs
dc.rightsCreative Commons Attribution 4.0 Internationalcs
dc.rights.accessopenAccesscs
dc.rights.sherpahttp://www.sherpa.ac.uk/romeo/issn/1099-4300/cs
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/cs
dc.subjectstrain energyen
dc.subjectentropyen
dc.subjectbucklingen
dc.subjectstructural mechanicsen
dc.subjectstructural engineeringen
dc.subjectsteel structuresen
dc.subjectinitial imperfectionsen
dc.subjectdeformační energie
dc.subjectentropie
dc.subjectvzpěr
dc.subjectstavební mechanika
dc.subjectstavební inženýrství
dc.subjectocelové konstrukce
dc.subjectpočáteční imperfekce
dc.titleStrain Energy and Entropy Based Scaling of Buckling Modesen
dc.type.driverarticleen
dc.type.statusPeer-revieweden
dc.type.versionpublishedVersionen
eprints.grantNumberinfo:eu-repo/grantAgreement/GA0/GA/GA23-04712Scs
sync.item.dbidVAV-187474en
sync.item.dbtypeVAVen
sync.item.insts2024.02.22 14:46:19en
sync.item.modts2024.02.22 14:13:03en
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební. Ústav stavební mechanikycs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
entropy2501630.pdf
Size:
5.83 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file entropy2501630.pdf
Download
Collections
Ústav stavební mechaniky