Optymalizacja struktury mechanicznej spektrometru PHOBOS. Część II, Proces optymalizacyjny i weryfikacja doświadczalna

• Autorzy: Stodulski M. , Zieliński A. P.

Warianty tytułu

EN

Optimization of the mechanical structure of PHOBOS spectrometer. Part II, Optimization process and experimental verification

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszym artykule (Cz. II - Proces optymalizacyjny i weryfikacja doświadczalna), będącym kontynuacją [12], przedstawiono algorytm optymalizacyjny oraz wyniki doświadczalnej weryfikacji modelu zbudowanego za pomocą systemu elementów skończonych ANSYS®. Do znalezienia globalnego minimum funkcji celu zastosowano kombinację metody gradientowej i losowego przeszukiwania przestrzeni dopuszczalnych rozwiązań. Początkową liczbę zmiennych zmniejszono z 30 do 18, analizując założenia i ograniczenia konstrukcyjne. W ramach algorytmu przeprowadzono etapowo optymalizację różnych rozwiązań startowych. Na każdym etapie optymalizacji badano wrażliwość funkcji celu względem wszystkich 18 zmiennych, a następnie do optymalizacji wybierano 3 lub 4 spośród nich. Przeprowadzono pomiary ugięć prototypowej struktury mechanicznej na współrzędnościowej maszynie 3-D. Zgodność obliczonych i zmierzonych wartości ugięć potwierdza poprawność zbudowanego modelu.

EN

The paper presents an optimization algorithm and experimental investigations of the PHOBOS spectrometer structure. It is a continuation of Part I [12]. The modified gradient method combined with the probabilistic one was applied to search for a global minimum of the objective function. An initial number 30 of design variables was reduced to 18, basing on design requirements and constraints. Search of the global minimum was performed in several stages. At each stage of the optimization a sensitivity of the objective function to 18 variables was checked. Then, three or four variables were selected for further optimization. Finally, the computational results were verified. Deflections of the PHOBOS spectrometer structure were measured on a 3-D coordinate machine. Agreement of both, the calculated and measured values confirmed accuracy of the obtained results.

Słowa kluczowe

PL

detektor PHOBOS; konstrukcje cienkościenne; metoda elementów skończonych; optymalizacja konstrukcji

EN

detector PHOBOS; finite element method; structural optimization; thin-walled structures

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 101, z. 13-M
• Strony: 147--167
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., wykr., rys.

Twórcy

autor

Stodulski M.

• Instytut Fizyki Jądrowej im. H. Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk, Kraków

autor

Zieliński A. P.

• Instytutu Konstrukcji Maszyn, Wydział Mechaniczny, Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] ANSYS - User's Manual for Revision 5.5, vol. I, II, III, IV, 1998.
• [2] Back B.B., Stodulski M. et al., Charged particle multiplicitynear mid-rapidity in central Au+Au collisions sqrt(s) = 56 and 130 AgeV, Phys. Rev. Lett. 85, 3100 (2000).
• [3] Back B.B., Stodulski M. et al., Energy dependence of particle multiplicities near mid-rapidity in central Au+Au collisions, Phys. Rev. Lett. 88, 22302 (2002).
• [4] Goldberg D. E., Algorytmy genetyczne i ich zastosowania, WNT, Warszawa 1995.
• [5] Haftka R.T., Gurdal Z., Elements of Structural Optimization, Kluwer Academic Publishers, 3rd edition, 1992.
• [6] Haupt R.L., Haupt S.E., Practical Genetic Algorithms, John Wiley, New York 1998, 177.
• [7] Laarhoven van P.J.M., Simulated annealing - theory and applications, Aarts E.M.L., Kluwer Academic Publishers, Dordrecht 1992.
• [8] Karaś M., Zastosowanie uogólnionej metody Trefftza do optymalizacji konstrukcji sprężystych, praca doktorska, Politechnika Krakowska, 2001.
• [9] Mrzygłód M., Aplikacja systemu ANSYS® do parametrycznej optymalizacji konstrukcji, Czasopismo Techniczne z. 6-M/2003, Wyd. Politechniki Krakowskiej, 99-113.
• [10] Nocedal J., Wright S.J., Numerical Optimization NY, Springer, 1999, 636.
• [11] Stodulski M., Optymalizacja i analiza wrażliwości złożonej konstrukcji płytowej na przykładzie detektora PHOBOS, praca doktorska, Politechnika Krakowska, 2001.
• [12] Stodulski M., Zieliński A.P., Optymalizacja struktury mechanicznej spektrometru PHOBOS; Cz. I. Sformułowanie zagadnienia, Czasopismo Techniczne z. 13-M/2004, Wyd. Politechniki Krakowskiej, 2004.
• [13] Zieliński A.P.,Sanecki H.,Karaś M., Effectiveness of the Trefftz method in different engineering optimization procedures, Comp. Ass. Mech. Engng Sc., 8, 2001, 479-493.