Assessment of the Proximity of Design to Minimum Material Capacity Solution of Problem of Optimization of the Flange Width of I-Shaped Cross-Section Rods with Allowance for Stability Constraints or Constraints for the Value of the First Natural Frequency and Strength Requirements

There are known methods for optimizing the flange width of I-shaped cross-section rods with stability constraints or the constraints for the value of the first natural frequency. Corresponding objective function has the form of the volume of the flange material for the case when only the flange width varies and the crosssection height, wall thickness and flange thickness are specified. Special criterion for assessment of proximity of corresponding an optimal solution to the design of minimal material capacity was formulated for the considering problem. In this case, the resulting solution may not meet some other unaccounted constraints, for example, strength requirements. Modification of solution in order to meet previously unaccounted constraints does not allow researcher to consider such design as optimal. In the distinctive paper allowance for strength requirements, stability constraints or constraints for the value of the first natural frequency are proposed within considering problem of optimization. Special approach is formulated, which proposes to assess proximity to the design of minimum of material capacity obtained as a result of optimization. Increment of the objective function and criteria corresponding to constrains and restrictions are under consideration within computational process.

Известны методы оптимизации ширины полок стержней двутаврового поперечного сечения при ограничениях по устойчивости или величине первой частоты собственных колебаний, функции цели в виде объема материала полок, для случая, когда варьируется только ширина полок, а высота сечения, толщина стенки и толщина полки заданы. Для этого варианта постановки задачи был сформулирован критерий оценки близости такого оптимального решения к проекту минимальной материалоемкости. При этом в полученном решении могут не выполняться некоторые другие неучтённые ограничения, например, по прочности. Изменение полученного решения с целью удовлетворения неучтённым ранее ограничениям не позволяет считать такой проект оптимальным. В данной статье предлагается в рассматриваемой задаче учитывать в процессе оптимизации при ограничениях по устойчивости или величине первой частоты собственных колебаний ещё и условии прочности. Формулируется подход, в котором предлагается для оценки близости к проекту минимальной материалоемкости решения, полученного в результате оптимизации, наряду с анализом в процессе вычислений изменений величины приращения функции цели, использовать ещё и критерии, характеризующие каждое из принятых ограничений.

Authors
Lyakhovich L.S.1 , Akimov P.A. 1, 2, 3 , Tukhfatullin B.A.1
Publisher
Общество с ограниченной ответственностью Издательство АСВ
Number of issue
2
Language
English
Pages
71-82
Status
Published
Volume
16
Year
2020
Organizations
  • 1 Tomsk State University of Architecture and Civil Engineering
  • 2 National Research Moscow State University of Civil Engineering
  • 3 Peoples' Friendship University of Russia
Keywords
criterion; optimization; limitations; Strength conditions; minimum material capacity; stability; frequency; critical force; forms of stability loss; forms of natural vibrations; Reduced stresses; критерий; оптимизация; ограничения; условия прочности; минимальная материалоемкость; устойчивость; частота; критическая сила; формы потери устойчивости; формы собственных колебаний; приведенные напряжения
Date of creation
02.11.2020
Date of change
02.11.2020
Short link
https://repository.rudn.ru/en/records/article/record/68175/
Share

Other records

Khachumov M.V.
Современные наукоемкие технологии. Общество с ограниченной ответственностью "Издательский Дом "Академия Естествознания". 2020. P. 69-77