Аннотації

Багатокритеріальна параметрична оптимізація переміщення і ваги оболонки мінімальної поверхні на круглому контурі, що складається із двох похилих еліпсів, при термосиловому навантаженні з урахуванням геометричної нелінійності

Автор(и):
Іванченко Г.М., Кошевий О.О., Затилюк Г.А.
Автор(и) (англ)
Ivanchenko H.M., Koshevyi O.O., Zatyliuk Gh.A.
Дата публікації:

25.04.2024

Анотація (укр):

В статті розглянуто дослідження багатокритеріальної параметричної оптимізації переміщення і ваги оболонки мінімальної поверхні на круглому контурі, що складається із двох похилих еліпсів при термосиловому навантаженні з урахуванням геометричної нелінійності. Результати дослідження показали зменшення ваги оболонки після оптимізаційного розрахунку на 24.4%, при цьому максимальні переміщення зменшилися у 4.5 рази. Дана методика показує велику ефективність для проектування і виготовленні стальних конструкцій.

Анотація (рус):

Анотація (англ):

The paper deals with the study of multicriteria parametric optimization of the displacement and weight of a shell of a minimum surface on a circular contour consisting of two inclined ellipses under thermal power loading, taking into account geometric nonlinearity. The results of the study showed a 24.4% reduction in the shell weight after the optimization calculation, while the maximum displacements decreased by 4.5 times. This methodology shows great efficiency for the design and manufacture of steel structures.

Література:

 

  1. Іванченко Г.М., Кошевий О.О., Кошевий О.П. Чисельна реалізація багатокритеріальної параметричної оптимізації оболонки мінімальної поверхні на квадратному контурі при термосиловому навантаженні // Опір матеріалів і теорія споруд: наук.-тех. збірник. – К.: КНУБА, 2022. – Вип. 109. – С. 50-65
  2. Іванченко Г.М., Кошевий О.О., Кошевий О.П., Григор’єва Л.О. Чисельне дослідження параметричної оптимізації вимушених частот коливання оболонки мінімальної поверхні на трапецевидному контурі при термосиловому навантаженні // Опір матеріалів і теорія споруд: наук.-тех. збірник. – К.: КНУБА, 2023. – Вип. 110. – С. 430-446
  3. Іванченко Г.М., Чеверда П.П., Кушніренко М.Г., Козовенко А.М. Аналіз реакцій в елементах просторових схем при різних способах з’єднань // Опір матеріалів і теорія споруд: наук.-тех. збірник. – К.: КНУБА, 2012. – Вип. 90. – С. 163-170.
  4. Кошевий О.О. Оптимальне проектування циліндричних резервуарів з жорсткими оболонками покриття // Опір матеріалів і теорія споруд: наук.-тех. збірник. – К.: КНУБА, 2019. – Вип. 103. – С. 253-265.
  5. Кошевий О.О.Оптимізація стального звареного резервуару при обмеженні: напружень, переміщень, власних частот коливання. // Будівельні конструкції. Теорія і практика: наук.-техн. збірник. К.: КНУБА. 2018. Вип.3.– С.34 – 50.
  6. Гоцуляк Є.О., Кошевий О.П., Морсков Ю.А. Чисельне моделювання оболонок, утворених мінімальними поверхнями. // Прикладна геометрія та інженерна графіка: наук.-техн. збірник. К.: КНУБА. 2001. Вип. 69.- С.47-51.
  7. Кошевий О.П. Кошевий О.О. Чисельне дослідження власних коливань розтягнутих оболонок утворених мінімальними поверхнями  // Містобудування та територіальне планування, Вип. 55. – Київ, КНУБА, 2015. – с. 215-227.
  8. Кошевий О.П. Кошевий О.О. Власні коливання оболонок мінімальних поверхонь на круглому та квадратному контурі // Містобудування та територіальне планування, Вип. 59. – Київ, КНУБА, 2016. – с. 234-244
  9. Кошевий О.О., Кошевий О.П., Григор’єва Л.О. Чисельна реалізація багатокритеріальної параметричної оптимізації оболонки мінімальної поверхні на прямокутному контурі при термосиловому навантаженні // Опір матеріалів і теорія споруд: наук.-тех. збірник. – К.: КНУБА, 2022. – Вип. 108. – С. 309–324.
  10. Кошевой А.П. Устойчивость пластин и оболочексложной форми // Сопротивлениематериалов и теориясооружений: науч.-тех сборник. – К.: КИСИ, 1991. – Вип. 59. – С. 65–71.
  11. Манита, Л.А.Условияоптимизации в конечномерныхнелинейных задачах оптимизации. – М.: Московскийгосударственныйинститутэлектроники и математики, 2010. – 81 с.
  12. Мелькумова Е.М. О некоторыхподходах к решениюмногокритериальных задач. // Вестник ВГУ. СерияСистемныйанализ и информационныетехнологии. – В.: ВГУ– №2– 2010– 3 с.
  13. Пелешко І.Д., Юрченко В.В. Оптимальне проектування металевих конструкцій на сучасному етапі (огляд праць). // Металеві конструкції: збірник наукових праць. – 2009. – №15 – С. 13–21.
  14. Пелешко І.Д., Балук І.М. Оптимізація поперечних перерізів стрижнів сталевих конструкцій. // Збірник наукових праць УкрНДІПСК ім. В. М. Шимановського. – К.: Сталь, Вип. 4. – 2009. – С. 142–151.
  15. Пелешко І.Д., Лісоцький Р.В., Балук І.М. Оптимальне проектування сталевої стрижневої конструкції покриття торгово-розважального комплексу. // Збірник наукових праць УкрНДІПСК ім. В. М. Шимановського. – К.: Сталь, Вип. 5. – 2010. – С. 181–191.
  16. Сахаров А.С., Кислоокий В.Н., Киричевский В.В., Альтенбах И., Габберт У., Данкерт Ю., Кепплер Х., Кочык З. Метод конечныхэлементов в механикетвердых тел.  // Видавництво Вища школа. Головноеиздательство – Киев – 1982. – 480 с.
  17. Bazenov V.A., Gaidaichuk V.V., Koshevoy A.P. Stability of multiplyconnectedribbedshells and platesin a magneticfield. // Journal of SovietMathematics 66(6). –1993. – С. 2631–2636.
  18. Cheung Y. K. TheFiniteStripMethod.  Them. – BocaRaton. : CRC Press, 1997. – 416 p
  19. Guest J.K., Prievost J., Belytschko T.Achievingminimumlengthscaleintopologyoptimizationusingnodaldesignvariables and projectionfunctions. // International Journal forNumericalMethodsin Engineering, 2004. –61(2) – P.238–254.
  20. Kroese D.P., Taimre T., Botev Z.I. Handbook of MonteCarloMethods. —NewYork: JohnWiley and Sons, 2011. — 772 p.
  21. Lobo M.S., Vandenbeghe L., Boyd S.Applications of second-orderconeprogramming. // LinearAlgebra and itsApplications. – 1998. – Vol. 284, no. 1. – P. 193–228.
  22. Yonekura K., Kanno Y.Second-orderconeprogramming with warmstartforelastoplasticanalysis with von mises yieldcriterion. // Optimization and Engineering. – 2012. – Vol. 13, no. 2. – P. 181–218.
  23. Wasiytynski Z., Brandt A.Thepresentstate of knowledgeinthefield of. Optimumdesign of structures. // Appl. Mech. Rew. – 1963. Vol. 16 no. 5. – P. 341-350.
  

References:

 

  1. Ivanchenko H.M., Koshevyi O.O., Koshevyi O.P. Chyselna realizatsiia bahatokryterialnoi parametrychnoi optymizatsii obolonky minimalnoi poverkhni na kvadratnomu konturi pry termosylovomu navantazhenni (Numerical implementation of multicriteria parametric optimization of minimum surface shell on a square contour under therm force loading) // Strength of Materials and Theory of Structures: Scientific-and-technical collected articles – Kyiv: KNUBA, 2022. – Issue 109. – P. 50-65.
  2. Ivanchenko H.M., Koshevyi O.O., Koshevyi O.P., Grigoryеva L.O. Chyselne doslidzhennia parametrychnoi optymizatsii vymushenykh chastot kolyvannia obolonky minimalnoi poverkhni na trapetsevydnomu konturi pry termosylovomu navantazhenn (Numerical study of the parametric optimization of the forced oscillation frequencies of the shell of a minimal surface on a trapezoidal contour under thermal and power loading) // Strength of Materials and Theory of Structures: Scientific-and-technicalcollected articles – Kyiv: KNUBA, 2023. – Issue 110. – P. 430-446.
  3. Ivanchenko H.M., Cheverda P.P., Kushnirenko M.H., Kozovenko A.M. Analiz reaktsiy v elementakh prostorovykh skhem pry riznykh sposobakh zyednan (Analysis of reactionsinelements of spatialschemes with differentmethods of connections) // Strength of Materials and Theory of Structures: Scientific-and-technical collected articles. – K.: KNUBA, 2012. – Vyp. 90. – P. 163-170.
  4. Koshevyi O.O. Optymalne proektuvannya tsylindrychnykh rezervuariv z zhorstkymy obolonkamy pokryttya (Optimal design of cylindrical tanks with rigid coating shells) // Opirmaterialiv i teoriyasporud: nauk.-tekh. zbirnyk. – K.: KNUBA, 2019. – №. 103. – P. 253-265.
  5. Koshevyi O.O. Optymizatsiya stalnoho zvarenoho rezervuaru pry obmezhenni: napruzhen, peremishchen, vlasnykh chastot kolyvannya (Optimization of steelweldedtank with limitations: stresses, displacements, naturalfrequencies of oscillations). // Budivelni konstruktsiyi. Teoriya i praktyka: nauk.-tekhn. zbirnyk. K.: KNUBA. 2018. №.3.– P.34 – 50.
  6. Hotsulyak Ye.O., Koshevyi O.P., Morskov Yu.A. Chyselne modelyuvannya obolonok, utvorenykh minimalnymy poverkhnyamy (Numerical modeling of shells formed by minimal surfaces) // Prykladna heometriya ta inzhenerna hrafika: nauk.-tekhn. zbirnyk. K.: KNUBA. 2001. №. 69.- P.47-51.
  7. Koshevyi O.P. Koshevyi O.O. Chyselne doslidzhennya vlasnykh kolyvan roztyahnutykh obolonok utvorenykh minimalnymy poverkhnyamy. (Numerical study of natural oscillations of stretched shells formed by minimal surfaces) // Mistobuduvannya ta terytorialne planuvannya, №. 55. – Kyiv, KNUBA, 2015. – P. 215-227.
  8. Koshevyi O.P. Koshevyi O.O. Vlasni kolyvannya obolonok minimalnykh poverkhon na kruhlomu ta kvadratnomu konturi. (Own oscillations of shells of minimal surfaces on a round and square contour) // Mistobuduvannya ta terytorialne planuvannya, №. 59. – Kyiv, KNUBA, 2016. – P. 234-244.
  9. Koshevyi O.O., Koshevyi O.P., Hryhoryeva L.O. Chyselna realizatsiya bahatokryterialnoyi parametrychnoyi optymizatsiyi obolonky minimalnoyi poverkhni na pryamokutnomu konturi pry termosylovomu navantazhenni (Numerical implementation of multi-criteria parametric optimization of minimum surface shell on a rectangular contour under thermforced loading) // Opirmaterialiv i teoriyasporud: nauk.-tekh.zbirnyk. – K.: KNUBA, 2021. – Vyp. 108. – S. 309–324.
  10. Koshevoy A.P. Ustoychivost plastin i obolochek slozhnoy formi (Stability of plates and shells of complexshape) // Strength of Materials and Theory of Structures: Scientific-and-technicalcollectedarticles. – K.: KISI, 1991. – Vip. 59. – P. 65–71.
  11. Manyta L.A. Usloviya optymyzatsyi v konechnomernykh nelyneynykh zadachakh optymyzatsyi. (Optimization conditions in finite-dimensional nonlinear optimization problems). – M.: Moskovskiy hosudarstvenniy instytut élektronyky i matematiki, 2010. – 81 p.
  12. Melkumova E.M. O nekotorykh podkhodakh k reshenyyu mnohokryteryalnykh zadach. (About some approaches to solving multicriteria problems) // Vestnyk VHU. Seryya Systemnyy analyz y ynformatsyonnye tekhnolohyy. – V.: VHU– №2– 2010– 3 p.
  13. Peleshko I.D., Yurchenko V.V. Optymalne proektuvannya metalevykh konstruktsiy na suchasnomu etapi (ohlyad prats). (Optimal design of metal structures at the present stage (review of works)). // Metalevi konstruktsiyi: zbirnyk naukovykh prats. – 2009. – №15 – P. 13–21.
  14. Peleshko I.D., Baluk I.M. Optymizatsiyapoperechnykhpererizivstryzhnivstalevykhkonstruktsiy. (Optimization of crosssections of rods of steelstructures). // Zbirnyknaukovykhprats UkrNDIPSKim. V. M. Shymanovsʹkoho. – K.: Stalʹ, №. 4. – 2009. – P. 142–151.
  15. Peleshko I.D., Lisotskyy R.V., Baluk I.M. Optymalne proektuvannya stalevoyi stryzhnevoyi konstruktsiyi pokryttya torhovo-rozvazhalnoho kompleksu. (Optimaldesign of a steelrodcoverstructure of a shopping and entertainmentcomplex). // Zbirnyk naukovykh prats UkrNDIPSKim. V. M. Shymanovskoho. – K.: Stal, №. 5. – 2010. – P. 181–191.
  16. Sakharov A.S., Kyslookyy V.N., Kyrychevskyy V.V., Altenbakh Y., Habbert U., Dankert YU., Keppler KH., Kochyk Z. Metod konechnykh élementov v mekhanyke tverdykh tel. (Finite element method in solid mechanics) // Vydavnytstvo Vyshcha shkola. Holovnoe yzdatelstvo – Kyev – 1982. – 480 p.
  17. 17. Bazenov V.A., Gaidaichuk V.V., Koshevoy A.P. Stability of multiply connected ribbed shells and platesin a magnetic field. // Journal of Soviet Mathematics 66(6). –1993. – С. 2631–2636.
  18. Cheung Y. K. The Finite Strip Method. Them. – Boca Raton. : CRC Press, 1997. – 416 p.
  19. Guest J.K., Prievost J., Belytschko T. Achieving minimum length scale in topology optimization using nodal design variables and projection functions. // International Journal forNumericalMethodsin Engineering, 2004. –61(2) – P.238–254.
  20. Kroese D.P., Taimre T., Botev Z.I. Handbook of Monte Carlo Methods. — NewYork: JohnWiley and Sons, 2011. — 772 p.
  21. Lobo M.S., Vandenbeghe L., Boyd S. Applications of second-order cone programming // LinearAlgebra and itsApplications. – 1998. – Vol. 284, no. 1. – P. 193–228.
  22. Yonekura K., Kanno Y. Second-order cone programming with warm start for elastoplastic analysis with von mises yield criterion. // Optimization and Engineering. – 2012. – Vol. 13, no. 2. – P. 181–218.
  23. Wasiytynski Z., Brandt A. The present state of knowledge in the field of Optimum design of structures // Appl. Mech. Rew. – 1963. Vol. 16 no. 5. – P. 341-35.