Диссертация на соискание ученой степенидоктора технических наук.
Самара: САСИ, 1991. — 537 с.
05.23.17 - Строительная механика Цель исследования.
Разработка научных положений, оптимиза-ионных моделей, методов и алгоритмов, составляющих теоретическую снову для оптимизации в современных САПР, способствующих решению ароднохозяйственной проблемы эффективности строительства. Для достижения поставленной цели приняты следующие направления исследований:
- Разработать многоступенчатую блочную структуру оптимизационного комплекса, включающего модели различного уровня и обеспечивающего гибкое решение подзадач оптимизации и расчета в интерактивном режиме реального автоматизированного проектирования.
- Развить достаточно общую теорию построения новых, эффективных в условиях автоматизированного проектирования оптимизационных моделей, которые, в отличие от классических, полностью используют информационную базу метода КЭ, являющегося основой современных САПР, По мнению автора, этому требованию вполне отвечают нелинейные модулярные и аутформы различных видов, предложенные в диссертации. Применение их позволяет свести классическую задачу с ограничениями к задаче без ограничений, обеспечивая при этом условия прочности, устойчивости и совместности деформаций. Блочная структура этих моделей соответствует принципам построения структуры САПР.
- Разработать теоретические основы и реализацию алгоритмов решения реальных оптимизационных задач в условиях САПР. Научная новизна заключается в том, что:
- впервые сформированы оптимизационные модели стержня и стержневых систем, основанные на нелинейных модулярных формах (МФ] и аутформах (АФ) объема (стоимости), предложенных и исследованных автором;
- предложены и изучены различные типы МФ и АФ, имеющих различную физическую природу (прочность, устойчивость, совместность деформаций и т.п.);
- разработаны и модифицированы алгоритмы и программы, обеспечивающие оптимизацию конструкций на основе использования М£ и АФ;
- сформированы и исследованы новые обобщенные оптимизационные модели стержней и стержневых систем, разработаны алгоритмы и программы оптимизации при существенном ограничении перемещений;
- получены специфические модели на МФ и АФ и соответствующие алгоритмы и ВК доя оптимизационного расчета предварительно напряженных ферм (выбор прочности затяжки, последовательности напряжения, силы предварительного напряжения и жесткости всех элементов);
- предложены новые многокритериальные модели доя подбора сечений стержней, разработан соответствующий эффективный алгоритм и ВК отбора паретооптимальных множеств в САПР;
- рассмотрены вопросы связи оптимизационных моделей различного уровня и обоснования сходимости общего процесса поэтапной оптимизации, основанной на декомпозиции задачи в условиях САПР. Практическая ценность, эффективность исследований, выполненных в диссертации, заключается в следующем:
- показана принципиальная возможность соединения разработанных автором оптимизационных моделей и методов оптимизации с известными расчетными конечноэлементными моделями и ВК, а также с расчетными моделями и алгоритмами проверки несущей способности по СНиП П-23-81;
- разработаны и использованы для практических расчетов методология оптимизации и новые алгоритмы для реализации в условиях САПР;
- разработан (при участии автора) программный комплекс для расчета предварительно напряженных стальных ферм;
- предложена структура подсистемы САПР, основанная на блочном принципе, декомпозиции задачи проектирования, позволяющая наращивать и дополнять подсистему в области расчетных, оптимизационных и информационных блоков;
- полученные в диссертации оптимизационные модели и алгоритмы реализованы как в виде отдельных программ, так и в виде подсистемы САПР 11СМК, что позволяет в 5-12 раз сократить время проектирования каркасов при экономии металла 10-15 %;
- методы, алгоритмы, программы и вычислительные комплексы, разработанные под руководством и при участии автора, проверены на тестовых примерах, известных по литературе и использовались неоднократно при реальной оптимизации каркасов ГРЭС, АЭС как в Куйбышевском ИСИ, так и в ряде проектных организаций СССР.
05.23.17 - Строительная механика Цель исследования.
Разработка научных положений, оптимиза-ионных моделей, методов и алгоритмов, составляющих теоретическую снову для оптимизации в современных САПР, способствующих решению ароднохозяйственной проблемы эффективности строительства. Для достижения поставленной цели приняты следующие направления исследований:
- Разработать многоступенчатую блочную структуру оптимизационного комплекса, включающего модели различного уровня и обеспечивающего гибкое решение подзадач оптимизации и расчета в интерактивном режиме реального автоматизированного проектирования.
- Развить достаточно общую теорию построения новых, эффективных в условиях автоматизированного проектирования оптимизационных моделей, которые, в отличие от классических, полностью используют информационную базу метода КЭ, являющегося основой современных САПР, По мнению автора, этому требованию вполне отвечают нелинейные модулярные и аутформы различных видов, предложенные в диссертации. Применение их позволяет свести классическую задачу с ограничениями к задаче без ограничений, обеспечивая при этом условия прочности, устойчивости и совместности деформаций. Блочная структура этих моделей соответствует принципам построения структуры САПР.
- Разработать теоретические основы и реализацию алгоритмов решения реальных оптимизационных задач в условиях САПР. Научная новизна заключается в том, что:
- впервые сформированы оптимизационные модели стержня и стержневых систем, основанные на нелинейных модулярных формах (МФ] и аутформах (АФ) объема (стоимости), предложенных и исследованных автором;
- предложены и изучены различные типы МФ и АФ, имеющих различную физическую природу (прочность, устойчивость, совместность деформаций и т.п.);
- разработаны и модифицированы алгоритмы и программы, обеспечивающие оптимизацию конструкций на основе использования М£ и АФ;
- сформированы и исследованы новые обобщенные оптимизационные модели стержней и стержневых систем, разработаны алгоритмы и программы оптимизации при существенном ограничении перемещений;
- получены специфические модели на МФ и АФ и соответствующие алгоритмы и ВК доя оптимизационного расчета предварительно напряженных ферм (выбор прочности затяжки, последовательности напряжения, силы предварительного напряжения и жесткости всех элементов);
- предложены новые многокритериальные модели доя подбора сечений стержней, разработан соответствующий эффективный алгоритм и ВК отбора паретооптимальных множеств в САПР;
- рассмотрены вопросы связи оптимизационных моделей различного уровня и обоснования сходимости общего процесса поэтапной оптимизации, основанной на декомпозиции задачи в условиях САПР. Практическая ценность, эффективность исследований, выполненных в диссертации, заключается в следующем:
- показана принципиальная возможность соединения разработанных автором оптимизационных моделей и методов оптимизации с известными расчетными конечноэлементными моделями и ВК, а также с расчетными моделями и алгоритмами проверки несущей способности по СНиП П-23-81;
- разработаны и использованы для практических расчетов методология оптимизации и новые алгоритмы для реализации в условиях САПР;
- разработан (при участии автора) программный комплекс для расчета предварительно напряженных стальных ферм;
- предложена структура подсистемы САПР, основанная на блочном принципе, декомпозиции задачи проектирования, позволяющая наращивать и дополнять подсистему в области расчетных, оптимизационных и информационных блоков;
- полученные в диссертации оптимизационные модели и алгоритмы реализованы как в виде отдельных программ, так и в виде подсистемы САПР 11СМК, что позволяет в 5-12 раз сократить время проектирования каркасов при экономии металла 10-15 %;
- методы, алгоритмы, программы и вычислительные комплексы, разработанные под руководством и при участии автора, проверены на тестовых примерах, известных по литературе и использовались неоднократно при реальной оптимизации каркасов ГРЭС, АЭС как в Куйбышевском ИСИ, так и в ряде проектных организаций СССР.