Структурная оптимизация

В этом разделе мы рассматриваем проблему применения технологий оптимизации к целям проектирования. Структурной оптимизацией (structural optimization) называется автоматический синтез механических компонентов на основании их структурных свойств. Другими словами, структурная оптимизация позволяет автоматически получить такую конструкцию компонента, которая будет оптимальной со структурной точки зрения.

Структурная оптимизация подразумевает оптимизацию целевой функции (обычно жесткости, возможностей производства, веса или стоимости) при выполнении структурных и иных ограничений на конструкцию (расположение точек опоры, ограничения на размер и вес, максимально допустимые напряжения, максимально допустимый вес, минимальный теплоотвод и т. п.). Структурная оптимизация требует (рис. 9.17) средств геометрического моделирования для описания формы детали, средств структурного анализа для решения задачи, а также алгоритма оптимизации для поиска оптимального решения.

Структурная оптимизация

Методы структурной оптимизации можно классифицировать по типам переменных оптимизации, описывающих геометрию конструкции. Целевая функция и конструктивные ограничения должны записываться в виде функций этих переменных. В зависимости от того, какими свойствами компонента управляют конструктивные параметры в конкретной задаче оптимизации, она называется оптимизацией размеров, формы или топологии. Таким образом, средства структурной оптимизации последовательно изменяют размер, форму или топологию конструкции до тех пор, пока она не достигнет оптимума (с учетом заданных ограничений).

Смотрите также