Оптимизация топологии на основе надежности с использованием двух альтернативных подходов оптимального фактора безопасности: применение к мостовым конструкциям

Введение. Модель детерминированной оптимизации топологии способна привести к единому решению для пространства проектирования, а модель оптимизации топологии на основе надежности позволяет получить несколько макетов топологии на основе надежности с высокими уровнями производительности. Целью данной работы является разработка двух стратегий, которые могут предоставить исследователю две категории полученных топологий. Материалы и методы. Разработаны два альтернативных подхода, базирующиеся на обратной оптимальной безопасности: первый именуется объективным подходом IOSF, а второй - подходом IOSF, основанным на характеристиках. При работе с мостовыми конструкциями не следует игнорировать неопределенность входных параметров (граничных условий, свойств материала, геометрии и т. д.), а также выходных параметров (соответствия и пр.). Анализ чувствительности, являющийся основной идеей разработанных подходов, показывает роль каждого параметра в производительности конструкции. Выбор области оптимизации важен для того, чтобы можно было исключить материал, не влияя на производительность конструкции. Результаты исследования. Представлены два численных приложения на двухмерной мостовой структуре, показывающие эффективность разработанных подходов. После анализа уровня надежности можно сказать, что модель оптимизации топологии на основе надежности приводит к двум различным конфигурациям относительно детерминированной оптимизации топологии. При увеличении уровней надежности количество материалов уменьшается, что приводит к увеличению числа отверстий в конструкциях. Обсуждение и заключение. В дополнение к упрощенной реализации разработанные альтернативные подходы можно рассматривать как два порождающих инструмента для создания разных категорий (семейств) решений, в которых представлен альтернативный выбор между двумя функциями (задача/производительность).