Multiobjective optimization of sandwich cylindrical shell under axial compression with core of different mechanical properties

• Autorzy: Ostwald M.

Warianty tytułu

PL

Wielokryterialna optymalizacja trójwarstwowej powłoki walcowej poddanej osiowemu ściskaniu, z wypełniaczem o różnych własnościach mechanicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The work is about multiobjective optimization of the thin-walled sandwich cylindrical shells subjected to axial compression. The optimization problem is given as bicriterial one, with the weight of the shell as the first objective function, and the flexibility of the shell as the second. The flexibility (deformability) of the shell is defined as conversion of the shell bending rigidity and its represent susceptibility of the cylinder to deflection. The set of constraints includes the stability condition at the first place, afterwards the strength conditions for each layer, technological and constructional requirements, and so on. The initial geometric imperfections are taken into account. Numerical calculatians were provided with the help of program MOST. This program is designed to solve multiobjective optimization problems for nonlinear engineering models with discrete and continuous sets of decision variables. In MOST a concept of Pareto optimality is introduced for generating a set of optimal compromise solutions. The best optimal solution is chosen from this set with the help of the preference functions. Results of numerical calculations are presented in the form of tables and diagrams.

PL

Praca dotyczy optymalizacji wielokryterialnej cienkościennych trójwarstwowych powłok walcowych poddanych osiowemu ściskaniu. Zadanie jest dwukryterialne z masą powłoki jako pierwszym kryterium optymalizacyjnym oraz podatnością na odkształcenia jako drugim kryterium. Podatność na odkształcenia zdefiniowano jako odwrotność sztywności powłoki na zginanie i przyjęto jako miarę wytrzymałości powłoki na odkształcenia. Zbiór ograniczeń liczy 10 warunków. Najważniejszym warunkiem ograniczającym jest warunek zachowania stateczności globalnej powłoki. Przy określaniu obciążeń krytycznych uwzględniono imperfekcje geometryczne. Kolejnymi ograniczeniami są warunki wytrzymałościowe dla poszczególnych warstw oraz ograniczenia o charakterze geometrycznym. Obliczenia numeryczne wykonano za pomocą programu MOST, pozwalającego na rozwiązywanie nieliniowych zadań optymalizacyjnych z dyskretnymi i ciągłymi zbiorami zmiennych decyzyjnych. Program dla wyznaczenia zbioru rozwiązań kompromisowych wykorzystuje koncepcję Pareto. Najlepsze rozwiązania optymalne wyznaczane są za pomocą funkcji preferencji. Wyniki obliczeń przedstawiono w formie tabel i wykresów.

Słowa kluczowe

PL

optymalizacja wielokryterialna; powłoka walcowa; ściskanie osiowe; powłoka trójwarstwowa

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 1999
• Tom: Vol. 45, nr 2
• Strony: 305--322
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Ostwald M.

• Poznań University of Technology, Institute of Applied Mechanics

Bibliografia

• 1. A.J. ALEKSANDROV, M.P. NAUMOWA, Optimal parameters of sandwich plates and slightly convex shells with core made of reinforcement and unreinforcement foam plastic under pressure. Calculations of the elements of the aviation structures. Sandwich panels and shells [in Russian], Edition 3, Maszinostrojenie, Moscow 1965.
• 2. S. JENDO, W. MARKS, On multicriterial structural optimization [in Polish], Archiwum Inżynierii Lądowej, 30, 1, 3-21, 1984.
• 3. J. KOSKI, Multicriterion optimization in structural design, [in:] New Directions in Optimum Structural Design, E. ATREK [Ed.], Wiley, Chichester, Sussex 1984, pp. 483-503.
• 4. M. OSTWALD, Optimum weight design of sandwich cylindrical shells under combined loads Computers and Structures, 37, 3, 247-257, 1990.
• 5. M. OSTWALD, An influence of mechanical properties of the core on optimal parameters of sandwich cylindrical shells [in Polish], Poznań University of Technology, Proceedings of PUT, Mechanics, 37, 7-19, 1992.
• 6. M. OSTWALD, Optimal design of sandwich shell structures [in Polish], Poznań University of Technology, Rozprawy, 290, 1993.
• 7. M. OSTWALD, Multicriteria optimization of cylindrical sandwich shells under combined loads, Structural Optimization, 12, 2/3, 159-166, 1996.
• 8. A. OSYCZKA, Computer aided multicriterion optimization system CAMOS, Intenational Software Publishers, Kraków 1992.
• 9. M. ŻYCZKOWSKI, Recent advances in optimal structural design of shells, Europ. Journal of Mechanics, A. Solids, Special Issue, 5-24, 1992.