Автор этой книги представляет общий, устойчивый и простой в использовании метод, который может эффективно работать с большим количеством параметров проектирования. После введения в главе 1 представлены общие концепции оптимизации компоновки ферм, начиная с топологической оптимизации, где одновременно оптимизируются размеры структурных компонентов и связность системы. Чтобы полностью реализовать потенциал оптимизации компоновки ферм для проектирования легких конструкций, затем вводится рассмотрение геометрических переменных. Глава 2 посвящена оптимизации геометрии и топологии ферм путем сочетания математического программирования и структурной механики: структурные свойства оптимального решения используются для разработки новой формулировки. Чтобы избежать особенностей, возникающих в оптимальных конфигурациях, этот подход разъединяет уравнения равновесия и полностью интегрирует их основные элементы в оптимизационную формулировку. Результирующий инструмент включает упругое и пластическое проектирование, ограничения напряжений и перемещений, а также собственный вес и множественную загрузку. Присущая легким конструкциям стройность требует изучения вопросов устойчивости. В качестве средства исправления в главе 3 предлагается концептуально простой, но эффективный метод включения ограничений локальной и узловой устойчивости в формулировку. Несколько численных примеров иллюстрируют влияние соображений устойчивости на оптимальное проектирование. Наконец, исследование реалистичных задач проектирования в главе 4 подтверждает практическую применимость предложенного метода. Показано, как можно получить ряд оптимальных проектов, варьируя настройки проектирования.
Автор данной книги представляет общий, надежный и простой в использовании метод, способный эффективно обращаться со многими проектными параметрами. Данный метод может использоваться для оптимизации конструкции различных структур. Основное внимание уделено оптимизации топологии, начиная от оптимизации размеров структурных компонентов и системной связи одновременно. И чтобы полностью использовать потенциал оптимизации структуры при проектировании легких структур, было показано, как учитывать геометрические переменные. Гл. 2 их понимание топологии и геометрии с помощью математического программирования и механики структур: новые формулировки основаны на свойствах структуры,определение оптимальных конфигураций помогает преодолеть проблемы, связанные с линейчатостью в оптимальных режимах. Использует эластичную и пластическую конструкцию, ограничения напряжения и перемещения, а также собственный вес и множественные нагрузки. Характерная новизна конструктивов легких структур требует исследования вопросов устойчивости. Чтобы решить эту проблему, глава 3 предлагает простой, но эффективный способ включения локальных и узловых констант устойчивости в форму. Многочисленные числовые примеры показывают влияние устойчивости на оптимальные решения. Наконец, исследование реальных проблем проектирования в главе 4 подтверждает практическую применимость предложенного метода. Она показала, как можно генерировать множество оптимальных решений, изменяя настройки проекта.
Электронная Книга «Computational Design of Lightweight Structures» написана автором Benoit Descamps в году.
Минимальный возраст читателя: 0
Язык: Английский
ISBN: 9781118908969
Описание книги от Benoit Descamps
The author of this book presents a general, robust, and easy-to-use method that can handle many design parameters efficiently. Following an introduction, Chapter 1 presents the general concepts of truss layout optimization, starting from topology optimization where structural component sizes and system connectivity are simultaneously optimized. To fully realize the potential of truss layout optimization for the design of lightweight structures, the consideration of geometrical variables is then introduced. Chapter 2 addresses truss geometry and topology optimization by combining mathematical programming and structural mechanics: the structural properties of the optimal solution are used for devising the novel formulation. To avoid singularities arising in optimal configurations, this approach disaggregates the equilibrium equations and fully integrates their basic elements within the optimization formulation. The resulting tool incorporates elastic and plastic design, stress and displacement constraints, as well as self-weight and multiple loading. The inherent slenderness of lightweight structures requires the study of stability issues. As a remedy, Chapter 3 proposes a conceptually simple but efficient method to include local and nodal stability constraints in the formulation. Several numerical examples illustrate the impact of stability considerations on the optimal design. Finally, the investigation on realistic design problems in Chapter 4 confirms the practical applicability of the proposed method. It is shown how we can generate a range of optimal designs by varying design settings.
