Оптимальное проектирование подкрепленных цилиндрических оболочек при совместном осевом сжатии и внутреннем давлении
Аннотация
В статье рассматривается применение метода случайного поиска для оптимального проектирования однослойных подкрепленных ребрами жесткости цилиндрических оболочек при совместном осевом сжатии и внутреннем давлении с учетом упруго-пластической работы материала. В качестве критерия оптимальности принимается минимальный объем оболочки. Область поиска оптимального решения в пространстве оптимизируемых параметров ограничивается условиями прочности и устойчивости оболочки. При оценке устойчивости учитывается дискретное расположение ребер. Кроме условий прочности и устойчивости оболочки, на область допускаемых решений накладываются ограничения на геометрические размеры оптимизируемых элементов конструкций. Сложность при постановке задачи математического программирования состоит в том, что критические напряжения, возникающие в оптимальных сжатых подкрепленных цилиндрических оболочках, являются функцией не только параметров обшивки и подкрепления, но и числа полуволн в окружном и меридиональном направлениях, которые образуются в результате потери устойчивости. В свою очередь, число этих полуволн зависит от варьируемых параметров оболочки. Следовательно, область поиска становится нестационарной, и при постановке задачи математического программирования следует предусмотреть необходимость минимизации функции критических напряжений по целочисленным параметрам волнообразования на каждом шаге поисковой процедуры. В связи с этим предлагается методика решения задачи оптимального проектирования усиленных сеткой ребер оболочек с применением алгоритма случайного поиска, обучение которого осуществляется не только в зависимости от приращения целевой функции, но и от приращения критических напряжений на каждом шаге поиска экстремума. Целью работы является демонстрация методики оптимизации таких оболочек, при которой используется специальный алгоритм обучения системы поиска, состоящий в том, что одновременно решаются две задачи математического программирования: минимизация весовой целевой функции и минимизация критических напряжений потери устойчивости оболочки. Предлагаемая методика иллюстрируется на численном примере.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2021 Heorhii V. Filatov
![Лицензия Creative Commons](http://i.creativecommons.org/l/by-nd/4.0/88x31.png)
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в этом журнале, соглашаются со следующими условиями:
- Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного договора (соглашения).
- Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
- Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).