New optimization algorithms and their application for 2D truss structures

• Autorzy: Grzywiński Maksym , Dede Tayfun

Identyfikatory

DOI

10.17512/znb.2019.1.07

Warianty tytułu

PL

Nowe algorytmy optymalizacji i ich zastosowanie do płaskiej kratownicy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this study, two new algorithms named Rao-1 and Rao-2 are presented for the optimization of 2D truss structures. The main purpose of the optimization algorithms, used in this study, is to minimize the total weight of the truss structure. When carrying out this purpose, the allowable displacement and stress are taken into account as the constraints. The design variables are the cross-sectional areas of the steel truss bar elements. To calculate the structural response, the finite element analysis is coded in MATLAB. The optimal results obtained in this study are compared with those given in the literature in order to demonstrate the efficiency of the proposed algorithms.

PL

Przedstawiono nowe algorytmy o nazwach Rao-1 i Rao-2 do optymalizacji płaskiej kratownicy. Głównym celem problemu optymalizacyjnego zastosowanego w tym badaniu jest minimalizacja całkowitej masy konstrukcji kratownicy. Przy realizacji tego celu dopuszczalne przemieszczenia i naprężenia są uwzględniane jako ograniczenia. Zmienne projektowe to pola przekroju poprzecznego stalowych elementów kratownicy. Aby obliczyć optymalną konstrukcję, zastosowano metodę elementów skończonych zakodowaną w MATLAB-ie. Optymalne wyniki uzyskane w tym badaniu są porównywane z podanymi w literaturze w celu wykazania wydajności proponowanego algorytmu.

Słowa kluczowe

EN

optimization; Rao-1 and Rao-2 algorithm; 2D truss; structural analysis

PL

optymalizacja; algorytm Rao-1; algorytm Rao-2; kratownica płaska; analiza konstrukcji

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo
• Rocznik: 2019
• Tom: Z. 25 (175)
• Strony: 50--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., tab.

Twórcy

autor

Grzywiński Maksym

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Civil Engineering, ul. Akademicka 3, 42-218 Częstochowa

autor

Dede Tayfun

• Karadeniz Technical University, Department of Civil Engineering, Trabzon

Bibliografia

• [1] Dede T., and Ayvaz Y., Structural optimization with teaching-learning-based optimization algorithm, Structural Engineering and Mechanics 2013, 47(4), 495-511.
• [2] Grzywiński M., Optymalizacja kratownicy z zastosowanie algorytmu genetycznego, Budownictwo o Zoptymalizowanym Potencjale Energetycznym 2018, 7(2), 111-116.
• [3] Eskandara H., Sadollahb A., Bahreininejadb A., Weight Optimization of Truss Structures Using Water Cycle Algorithm, International Journal of Optimization in Civil Engineering 2013, 3(1), 115-129. [4] Kaveh A., Zolghadr A., Topology optimization of trusses considering static and dynamic constraints using the CSS, Applied Soft Computing 2013, 13, 2727-2734.
• [5] Cazacu R., Grama L., Steel truss optimization using genetic algorithms and FEA, Procedia Technology 2014, 12, 339-346.
• [6] Lee K.S., Geem Z.W., A new structural optimization method based on the harmony search algorithm, Computer and Structures 2004, 82, 781-798.
• [7] Lamberti L., An efficient simulated annealing algorithm for design optimization of truss structures, Computer and Structures 2008, 86, 1936-1953.
• [8] Tejani G.G., Savsani V.J., Patel V.K., Savsani P.V., Size, shape and topology optimization of planar and space trusses using mutation-based improved metaheuristic, Journal of Computational Design and Engineering 2018, 5, 198-214.
• [9] Joubari M.M., Pashaei M.H., Fathi A., Sizing optimization of truss structures under frequency constraints with artificial bee colony algorithm, Journal of Mathematics and Computer Science 2014, 9, 77-88.
• [10] Grzywinski M., Dede T., Özdemir Y.I., Optimization of the braced dome structures by using Jaya algorithm with frequency constraints, Steel and Composite Structures 2019, 30(1), 47-55.
• [11] Rao R.V., Rao algorithms: Three metaphor-less simple algorithms for solving optimization problems, International Journal of Industrial Engineering Computations 2020, 11, 107-130.
• [12] Renwai X., Peng L., Structural optimization based on second order approximation of functions and the dual theory, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 1987, 65, 101-104

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).