Using neural networks in solving the problem of calculating the corroding structures durability

Authors

  • Дмитрий Геннадиевич Зеленцов Ukrainian State University of Chemical Technology Gagarina 8, Dnipropetrovsk, Ukraine 49005, Ukraine
  • Юрий Владимирович Гаврилюк Ukrainian State University of Chemical Technology Gagarina 8, Dnipropetrovsk, Ukraine 49005, Ukraine
  • Людмила Владимировна Новикова Ukrainian State University of Chemical Technology Gagarina 8, Dnipropetrovsk, Ukraine 49005, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.18159

Keywords:

corroding structures, durability, neural networks, genetic algorithms

Abstract

The algorithm for calculating the durability of beam rod elements, subjected to corrosive wear, is proposed. It is assumed that the type of constraint, that determines the limit state of the element, is unknown beforehand. Previously the type of active constraint was defined in the process of problem-solving, which significantly complicated the computational algorithm and reduced its effectiveness. The paper proposes to determine the type of active constraint before the problem-solving, using the information on geometric features of cross-section, load intensity and corrosive medium parameters. This implies formalizing a priori knowledge in the form of an artificial neural network with discrete function of the output element activation.

The corroding I-beam is considered in the paper as the object of research. During the simulation of corrosion process it is taken into account that mechanical stresses cause its substantial acceleration. In this case, the limit state of the beam element can be defined under the constraints of strength and continuity of the cross-section. The neural network with a threshold activation function was used for determining the type of active constraints. Training the neural network was carried out using a genetic algorithm.

Author Biographies

Дмитрий Геннадиевич Зеленцов, Ukrainian State University of Chemical Technology Gagarina 8, Dnipropetrovsk, Ukraine 49005

Doctor of engineering science, professor

Юрий Владимирович Гаврилюк, Ukrainian State University of Chemical Technology Gagarina 8, Dnipropetrovsk, Ukraine 49005

Postgraduate

Computer technology and higher mathematics department

Людмила Владимировна Новикова, Ukrainian State University of Chemical Technology Gagarina 8, Dnipropetrovsk, Ukraine 49005

Assistant

Computer technology and higher mathematics department

References

  1. Зеленцов, Д. Г. Расчет конструкций с изменяющейся геометрией в агрессивных средах. Стержневые системы [Текст] / Д. Г. Зеленцов. – Днепропетровск: УГХТУ, 2002. – 168 с.
  2. Зеленцов, Д. Г. Информационное обеспечение расчётов корродирующих объектов. Математические модели и концепция проектирования систем [Текст] / Д. Г. Зеленцов, О. А. Ляшенко, Н. Ю. Науменко. – Днепропетровск: УГХТУ, 2012. – 264 с.
  3. Зеленцов, Д. Г. Обзор исследований по применению методов нелинейного математического программирования к оптимальному проектированию конструкций, взаимодействующих с агрессивной средой [Текст] / Д. Г. Зеленцов, Г. В. Филатов // Вопросы химии и химической технологии. – 2002. – № 4. – С. 108 – 115.
  4. Зеленцов, Д. Г. Модели и методы решения задач весовой оптимизации корродирующих конструкций [Текст]: тези доповідей міжнародної науково-методичної конференції / Д. Г. Зеленцов, Н. Ю. Науменко // Проблеми математичного
  5. моделювання. – Дніпродзержинськ, 2005. – С. 64.
  6. Зеленцов, Д. Г. Новые модели решения задач весовой оптимизации корродирующих изгибаемых стержневых элементов [Текст] / Д. Г. Зеленцов, Т. Ю. Ускова // Системні технології. Регіональний міжвузівський збірник наукових праць. – Вип. 1 (42). – Дніпропетровськ, 2006. – С. 23 – 32.
  7. Долинский, В. М. Расчет нагруженных труб, подверженных коррозии [Текст] / В. М. Долинский // Химическое и нефтяное машиностроение. – 1967. – № 2. – С. 9 – 10.
  8. Zelentsov, D. G. Models of optimization of bending bars elements, subjected to corrosion wear, in view of form of section [Текст] / D. G. Zelentsov, Yu. M. Pochtman // XIV Polish Conference on Computer Methods in Mechanics. – Rzeszow, 1999. – pр. 411 – 412.
  9. Callan, R. The Essence of Neural Networks [Текст] / R. Callan. – Prentice Hall Europe, 1999. – 232 p.
  10. Haykin, S. Neural Networks. A Comprehensive Foundation [Текст] / S. Haykin. – Prentice Hail, Inc., 1999. – 1104 p.
  11. Емельянов, В. В. Теория и практика эволюционного моделирования [Текст] / В. В. Емельянов, В. В. Курейчик, В. М. Курейчик. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. – 456 с.
  12. Zelentsov, D. G. (2002). Raschet konstruktsij s izmenyayushchejsya geometriej v agressivnykh sredakh. Sterzhnevye sistemy. Dnepropetrovsk: UGKhTU, 168.
  13. Zelentsov, D. G., Lyashenko, O. A., Naumenko, N. Yu. (2012). Informatsionnoe obespechenie raschyotov korrodiruyushchikh obektov. Matematicheskie modeli i kontseptsiya proektirovaniya sistem. Dnepropetrovsk: UGKhTU, 264.
  14. Zelentsov, D. G., Filatov, G. V. (2002). Obzor issledovanij po primeneniyu metodov nelinejnogo matematicheskogo programmirovaniya k optimal'nomu proektirovaniyu konstruktsij, vzaimodejstvuyushchikh s agressivnoj sredoj. Voprosy khimii i khimicheskoj tekhnologii, № 4, 108-115.
  15. Zelentsov, D. G., Naumenko, N. Yu. (2005). Modeli i metody resheniya zadach vesovoj optimizatsii korrodiruyushchikh konstruktsij. Problemi matematichnogo modelyuvannya. Tezi dopovіdej mіzhnarodnoї naukovo-metodichnoї konferentsії. Dnіprodzerzhins'k, 64.
  16. Zelentsov, D. G., Uskova, T. Yu. (2006). Novye modeli resheniya zadach vesovoj optimizatsii korrodiruyushchikh izgibaemykh sterzhnevykh elementov. Sistemnі tekhnologіi. Regіonal'nij mіzhvuzіvs'kij zbіrnik naukovikh prats', Vip. 1 (42). Dnіpropetrovs'k, 23-32.
  17. Dolinskij, V. M. (1967). Raschet nagruzhennykh trub, podverzhennykh korrozii. Khimicheskoye i neftyanoe mashinostroeniye, № 2, 9-10.
  18. Zelentsov, D. G., Pochtman, Yu. M. (1999). Models of optimization of bending bars elements, subjected to corrosion wear, in view of form of section. XIV Polish Conference on Computer Methods in Mechanics. Rzeszow, 411-412.
  19. Callan, R. (1999). The Essence of Neural Networks. Prentice Hall Europe, 232.
  20. Haykin, S. (1999). Neural Networks. A Comprehensive Foundation. Prentice Hail, Inc., 1104.
  21. Emel'yanov, V. V., Kurejchik, V. V., Kurejchik, V. M. (2003). Teoriya i praktika evolyutsionnogo modelirovaniya. M.: FIZMATLIT, 456.

Published

2013-10-28

How to Cite

Зеленцов, Д. Г., Гаврилюк, Ю. В., & Новикова, Л. В. (2013). Using neural networks in solving the problem of calculating the corroding structures durability. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(1(65), 71–74. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.18159

Issue

Section

Mechanical engineering technology