دانلود مقاله ISI انگلیسی شماره 64210
ترجمه فارسی عنوان مقاله

یک روش بهینه سازی توپولوژیکی ساختاری کارآمد برای ساختارهای پیوسته با محدودیت های جابجایی متعدد

عنوان انگلیسی
An efficient structural topological optimization method for continuum structures with multiple displacement constraints
کد مقاله سال انتشار تعداد صفحات مقاله انگلیسی
64210 2011 9 صفحه PDF
منبع

Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)

Journal : Finite Elements in Analysis and Design, Volume 47, Issue 8, August 2011, Pages 913–921

ترجمه چکیده
در این مقاله یک روش بهینه سازی توپولوژیکی ساختاری کارآمد برای دستیابی به یک طراحی نهایی با محدودیت های چند جابجایی پیشنهاد شده است. در روش پیشنهادی، کل پروسه بهینه سازی به دو مرحله بهینه سازی و مرحله انتقال انتقال تقسیم می شود. یک مدل بهینه سازی برای مقابله با محدودیت های جابجایی متنوع، تنظیم فضای طراحی و روابط معقول بین هر ماتریس سختی عناصر، وزن و متغیر توپولوژی عنصر آن، طراحی شده است. سپس یک روش برای حل مشکل بهینه سازی شده در مرحله اول بهینه سازی پیشنهاد شده است. فضای طراحی به صورت خودکار تنظیم می شود زمانی که دامنه طراحی نیاز به توسعه دارد. توپولوژی نهایی به دست آمده از روش پیشنهادی در مرحله اول بهینه سازی می تواند نزدیکی از نزدیکی توپولوژی بهینه باشد. الگوریتم دیگر که در آن عنصر سخت کشتن شامل می شود، به منظور بهبود کارآیی بهینه سازی شده و توپولوژی طراحی سیاه و سفید در هر مرحله انتقال فاز و مرحله دوم بهینه سازی ارائه می شود. به منظور کاهش تعداد پارامترهای اکتشافی در این الگوریتم، داده های تاریخچه متغیر توپولوژی و الگوریتم برنامه ریزی درجه دوم مورد استفاده قرار می گیرند. توپولوژی بهینه را می توان به راحتی با تنظیمات بهینه سازی مرحله دوم بدست آورد. دو مثال برای نشان دادن اینکه توپولوژی های به دست آمده از روش پیشنهاد شده از طراحی بسیار خوب 0/1 ارائه شده است، و کارایی محاسباتی با کاهش تعداد عناصر مدل محدود ساختاری طراحی در دو مرحله بهینه سازی افزایش می یابد. و نمونه نیز نشان می دهد که این روش قوی و عملی است.

چکیده انگلیسی

An efficient structural topological optimization method is proposed in this paper to obtain a well defined final design with multi-displacement constraints. In the proposed method, the whole optimization process is divided into two optimization phases and a phase transferring step. An optimization model is developed to deal with the varied displacement limits, design space adjustments, and reasonable relations between any element stiffness matrix, weight and its element topology variable. A procedure is then proposed to solve the optimization problem formulated in the first optimization phase. The design space is automatically adjusted when the design domain needs expansions. The final topology obtained by the proposed procedure in the first optimization phase can get close to the vicinity of the optimum topology. Another algorithm, in which element hard kills are incorporated, is given to improve the optimization efficiency and make the designed topology black/white in both the phase transferring step and the second optimization phase. Topology variable history information and a quadratic programming algorithm are adopted to reduce the number of heuristic parameters in this algorithm. The optimum topology can be easily obtained by the second phase optimization adjustments. Two examples are presented to show that the topologies obtained by the proposed method are of very good 0/1 design, and the computational efficiency is enhanced by reducing the element number of the design structural finite model in two optimization phases. And the examples also show that this method is robust and practicable.