ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВА ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИЙ

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВА ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИЙ

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВА ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИЙВ статье рассматривается разработанный авторами метод поиска оптимальных проектных решений с использованием многокритериальной оптимизации для конструкций, рассчитываемых методом конечных элементов (МКЭ). Предложенный подход основан на применении комплекса МКЭ типа МВС/РаЬтап-^аяЬтап и на методе исследования пространства параметров с использованием ЛПт-последовательности. На простом примере трехстержневой фермы, сопоставлены два способа — однокритериальной и многокритериальной оптимизации.

Инженерные задачи оптимизации, в том числе задачи оптимального проектирования, по своей сути многокритериальные. В процессе проектирования конструкций приходится учитывать множество противодействующих критериев: материалоемкость, прочность, долговечность, габариты, экономические показатели и др. Подобная ситуация имеет место в подавляющем большинстве прикладных задач самой различной природы как в строительной отрасли, в частности, в мостостроении, так и при проектировании машин и механизмов. Природа этих задач такова, что, как правило, с улучшением одних критериев другие ухудшаются.

В большинстве работ по оптимальному проектированию конструкций многокритериальные задачи сводят к однокритериальным, которые в дальнейшем решают методами оптимального управления — аналитическими и численными. При подобных подходах без ответа остаются важные вопросы: какой ценой достигается улучшение одного критерия и в какой мере при этом ухудшаются значения других критериев, почему отдано предпочтение тому или иному критерию. Для оптимизации сложных конструкций со многими параметрами и ограничениями более подходят методы многокритериальной оптимизации. Постановка и решение этих задач оптимизации основаны на методе исследования пространства параметров (ИПП).

Современные задачи оптимального проектирования решают обычно с использованием расчетных моделей, определяя варьируемые параметры по принципу «черного ящика». Для создания расчетных моделей сложных конструкций наиболее распространенным является метод конечных элементов (МКЭ). Задачи оптимизации с использованием МКЭ выделены в самостоятельный класс в силу их достаточно широкого распространения.

Конечно-элементные программы общего назначения, такие как NASTRAN, I-DEAS, ANSYS и др., получили широкое распространение при расчетах и проектировании самых различных конструкций (в настоящее время в препроцессоре MSC/Patran-Nastran появилась возможность создавать исходные (.bdf) файлы для структурной оптимизации конструкций). Оптимизация параметров с использованием МКЭ в указанных программах однокритериальная. В то же время рассматриваемые задачи, по существу, многокритериальные. Поэтому реализованные в этих программах подходы к выбору оптимальных решений не отражают специфику таких задач и обладают ограниченными возможностями при принятии правильных решений.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *