Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.
Брянск: Брянская государственная инженерно-технологическая
академия, 2006. — 173 с.
05.23.17 - Строительная механика
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Серпик И.Н. Целыо диссертационной работы является разработка методики, алгоритмов и программных средств для структурно-параметрической оптимизации несущих систем с использованием эволюционного моделирования. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
- Разработать итерационную процедуру эволюционного моделирования для структурно-параметрического синтеза деформируемых объектов.
- Построить схемы имитационного моделирования для снижения трудоемкости оценок работоспособности вариантов конструкции. Исследовать процесс имитационного моделирования в рамках генетических алгоритмов и определить рациональные значения его управляющих параметров.
- Реализовать разработанные алгоритмы в специализированном программном комплексе конечно-элементного анализа.
- Проанализировать эффективность выполненных разработок на примере структурно-параметрической и параметрической оптимизации ряда несущих систем. Эти задачи решались при следующих основных ограничениях:
- Рассматривается минимизация массы несущей системы.
- Алгоритмы решения задач строятся для металлических стержневых и пластинчатых систем.
- Расчеты конструкций выполняются в физически и геометрически линейной постановке.
- При анализе примеров не принимается во внимание местная прочность конструкций, а устойчивость стержней и пластин в итерационной схеме оценивается с помощью методик, определяемых нормами проектирования для соответствующих типов конструкций. Научная новизна работы состоит в следующем:
- разработан метод оптимизации несущих конструкций на дискретных множествах структур и параметров проектирования с помощью генетических алгоритмов;
- разработана схема имитационного моделирования для предварительной оценки прочности деформируемых объектов, существенно снижающая трудоемкость процедуры оптимизации;
- установлены рациональные значения управляющих параметров для предлагаемого варианта имитационного моделирования;
- предложена схема решения задачи оптимизации для стержневых и пластинчатых систем металлических конструкций с учетом возможности исключения некоторых конструктивных элементов, варьирования параметров составных сечений стержней, толщин пластин и координат узловых точек. Практическую ценность работы составляют:
- созданное программное обеспечение для оптимизации металлических конструкций, которое может применяться для различных областей техники в задачах, связанных с поиском рациональных вариантов стержневых и пластинчатых несущих систем;
- полученные результаты оптимального проектирования пространственного металлического каркаса промышленного здания;
- разработанные средства визуализации конечно-элементных моделей и система представления результатов расчетов, которые могут использоваться при проектировании несущих конструкций в CAD/CAE-системах.
05.23.17 - Строительная механика
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Серпик И.Н. Целыо диссертационной работы является разработка методики, алгоритмов и программных средств для структурно-параметрической оптимизации несущих систем с использованием эволюционного моделирования. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
- Разработать итерационную процедуру эволюционного моделирования для структурно-параметрического синтеза деформируемых объектов.
- Построить схемы имитационного моделирования для снижения трудоемкости оценок работоспособности вариантов конструкции. Исследовать процесс имитационного моделирования в рамках генетических алгоритмов и определить рациональные значения его управляющих параметров.
- Реализовать разработанные алгоритмы в специализированном программном комплексе конечно-элементного анализа.
- Проанализировать эффективность выполненных разработок на примере структурно-параметрической и параметрической оптимизации ряда несущих систем. Эти задачи решались при следующих основных ограничениях:
- Рассматривается минимизация массы несущей системы.
- Алгоритмы решения задач строятся для металлических стержневых и пластинчатых систем.
- Расчеты конструкций выполняются в физически и геометрически линейной постановке.
- При анализе примеров не принимается во внимание местная прочность конструкций, а устойчивость стержней и пластин в итерационной схеме оценивается с помощью методик, определяемых нормами проектирования для соответствующих типов конструкций. Научная новизна работы состоит в следующем:
- разработан метод оптимизации несущих конструкций на дискретных множествах структур и параметров проектирования с помощью генетических алгоритмов;
- разработана схема имитационного моделирования для предварительной оценки прочности деформируемых объектов, существенно снижающая трудоемкость процедуры оптимизации;
- установлены рациональные значения управляющих параметров для предлагаемого варианта имитационного моделирования;
- предложена схема решения задачи оптимизации для стержневых и пластинчатых систем металлических конструкций с учетом возможности исключения некоторых конструктивных элементов, варьирования параметров составных сечений стержней, толщин пластин и координат узловых точек. Практическую ценность работы составляют:
- созданное программное обеспечение для оптимизации металлических конструкций, которое может применяться для различных областей техники в задачах, связанных с поиском рациональных вариантов стержневых и пластинчатых несущих систем;
- полученные результаты оптимального проектирования пространственного металлического каркаса промышленного здания;
- разработанные средства визуализации конечно-элементных моделей и система представления результатов расчетов, которые могут использоваться при проектировании несущих конструкций в CAD/CAE-системах.