Optimal design of sandwich panels with a soft core

• Autorzy: Studziński R. , Pozorski Z. , Garstecki A.

Warianty tytułu

PL

Optymalne projektowanie płyt warstwowych z miękkim rdzeniem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The main issue taken up in the paper is to find optimal designs of multispan sandwich panels with slightly profiled steel facings and polyurethane foam core (PUR), which would satisfy conflicting demands of the market, i.e. minimal variance in types of panels, maximum range of application and minimum cost. The aim is to find dimensional and material parameters of panels which generate minimum cost and maximum length of span under prescribed loads in ultimate and serviceability limit states. The multi-criterion optimization problem is formulated in such a way, where the length of the span plays two roles, namely a design variable and a component of a vector objective function. An evolutionary algorithm is used. Numerous inequality constraints are introduced in two ways: directly and by external penalty functions.

PL

Wpracy podejmuje się problem optymalizacji wieloprzęsłowych płyt warstwowych z rdzeniem z poliuretanu (PUR) i okładzinami stalowymi lekko profilowanymi. Poszukuje się rozwiązań, które spełnią sprzeczne wymagania rynku, mianowicie: minimalizację typoszeregu płyt, maksymalizację zakresu ich zastosowania oraz minimalizację kosztu produkcji. Celem optymalizacji jest znalezienie parametrów geometrycznych i materiałowych płyt warstwowych, które minimalizują koszt oraz maksymalizują dopuszczalną rozpiętość dla ustalonych obciążeń i przy spełnieniu stanów granicznych nośności i użytkowalności. W wielokryterialnym sformułowaniu problemu optymalizacyjnego rozpiętość pełni dwie funkcje. Jest ona równocześnie zmienną projektową i składową wektora funkcji celu. Jako narzędzie optymalizacji wykorzystano algorytmy genetyczne. Ograniczenia nierównościowe wprowadzono do procedury optymalizacyjnej za pomocą zewnętrznej funkcji kary oraz jawnie.

Słowa kluczowe

EN

sandwich panels; soft-core; Pareto optimization; soft computing; genetic algorithm

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 47 nr 3
• Strony: 685--699
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Studziński R.

autor

Pozorski Z.

autor

Garstecki A.

• Poznan University of Technology, Institute of Structural Engineering, Poznań, Poland,

Bibliografia

• 1. Bozhevolnaya E., Lyckegaard A., 2006, Local effects at core junctions of sandwich structures under different types of loads, Composite Structures, 73, 24-32
• 2. Burczyński T., Kuś W., 2004, Optimization of structures using distributed and parallel evolutionary algorithms, Lecture Notes on Computational Sciences, 3019, 572-579
• 3. Chuda-Kowalska M., Pozorski Z., Garstecki A., 2007, Identification of stiffness parameters of sandwich panels with soft core, Proc. of the I Polish Congress of Mechanics, CD [in Polish]
• 4. Craig A.S., Norman A.F., 2004, Material selection in sandwich beam con- structions, Scripta Materialia, 50, 1335-1339
• 5. Czarnecki S., Kursa M., Lewiński T., 2008, Sandwich plates of minimal compliance, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 197, 51/52, 4866-4881
• 6. Hassinen P., Martikainen L., Berner K., 1997, On the design and analysis of continuous sandwich panels, Thin-Walled Structures, 29, 129-139
• 7. Magnucka-Blandzia E., Magnucki K., 2007, Effective design of a sandwich beam with a metal foam core, Thin-Walled Structures, 45, 432-438
• 8. Pozorski Z., Chuda-Kowalska M., Studziński R., Garstecki A., 2007, Numerical modeling of sandwich panels with deep profiled facings, Proc. of the 17th International Conference on Computer Methods in Mechanics, 315-316
• 9. Stamm K., Witte H., 1970, Sandwichkonstruktionen: Berechnung, Fertigung, Ausf¨uhrung, Wien
• 10. Tan X.H., Soh A.K., 2007, Multi-objective optimization of the sandwich panels with prismatic cores using genetic algorithms, International Journal of Solids and Structures, 44, 5466-5480