Оптимальное проектирование балки с ограничениями на частоту собственных колебаний
Задача, рассматриваемая в данной работе, является актуальной в области оптимизации форм упругих тел. Предложенный авторами способ решения удобен для применения на практике. Исследованы различные условия закрепления концов балки. При численном решении экстремальной задачи использовались метод последовательных приближений и метод проектирования градиента. Задача решена с учетом ограничений, наложенных на параметры балки, естественно возникающие при решении подобного рода задач. Для расчета оптимальной формы прогиба балки с помощью современных информационных технологий разработано удобное для конечного пользователя программное решение, которое позволяет наглядно демонстрировать результаты вычислений.
Авторы
Тэги
Тематические рубрики
Предметные рубрики
В этом же номере:
Резюме по документу**
УДК 519.714, 517.977
Оптимальное проектирование балки с ограничениями
на частоту собственных колебаний
А. <...> К.Э. Циолковского, Москва, 109387, Россия
Задача, рассматриваемая в данной работе, является актуальной в области оптимизации
форм упругих тел. <...> При численном решении экстремальной задачи использовались метод последовательных
приближений и метод проектирования градиента. <...> Задача решена с
учетом ограничений, наложенных на параметры балки, естественно возникающие
при решении подобного рода задач. <...> Для расчета оптимальной формы прогиба балки
с помощью современных информационных технологий разработано удобное для
конечного пользователя программное решение, которое позволяет наглядно демонстрировать
результаты вычислений. <...> В ряде динамических задач оптимального
проектирования упругих конструкций часто возникает необходимость
облегчить вес проектируемой конструкции при заданной фундаментальной
частоте собственных колебаний. <...> В качестве оптимизируемой конструкции
выбрана упругая балка с различными способами закрепления
на обоих концах. <...> Известно, что поперечные колебания балки описываются обыкновенным
дифференциальным уравнением 4-го порядка с соответствующими
граничными условиями, которые характеризуют способ
закрепления балки. <...> (2)
Граничные условия, которые соответствуют закреплению балки,
1
hW W ,
x) xx xx
(
ω
где — первое собственное значение; ()
hx — толщина балки; () <...> В качестве минимизируемого функционала выберем вес балки
(плотность балки полагаем равной единице), который определяется
соотношением:
J hx hx dx) . <...> (3)
hx , доставляющую минимум функционалу (3), при которой задача <...> C этой целью в данной работе
использован метод последовательных приближений [6–10]. <...> На формуле (12) основано программное решение поиска оптимальной
толщины балки. <...> Отметим, что система дифференциальных
уравнений (2)–(2') решена методом матричной прогонки. <...> В следующих примерах приведена форма прогиба
балки, зависящая <...>
** - вычисляется автоматически, возможны погрешности
Похожие документы: