OPTYMALIZACJA KOSZTÓW MATERIAŁOWYCH W PROJEKTOWANIU STRUKTUR KOMPOZYTOWYCH

Jacek Wiśniewski, Katedra Mechaniki, Informatyki Technicznej, Politechnika Łódzka
2011 Zeszyty Naukowe WSInf   unpublished
Streszczenie-W pracy przedstawiono wyniki badań nad problemem minimalizacji kosztów materiałowych w projektowaniu struktur kompozytowych obciążonych mechanicznie. Rozpatrzono płaskie, dwu-wymiarowe i liniowo-sprężyste elementy konstrukcyjne wykonane z materiału matrycy wzmocnionej długimi i prostoliniowymi włóknami. Sformułowano zadanie projektowania takich struktur oraz zaprezentowano metodę optymalizacyjną do rozwiązywania takich zadań opartą o algorytm ewolucyjny rozszerzony o metodę
more » ... ny o metodę elementów skończonych do analizy pracy konstrukcji kompozytowej. Wyniki badań zilustrowano prostym przykładem numerycznym. 1 Wprowadzenie Dynamiczny rozwój nowych technologii powoduje, że współczesny inżynier-konstruktor dostaje do dyspozycji nowe materiały o własnościach znacznie odbiegających od własności tradycyjnych materiałów konstrukcyjnych. Do grupy takich materiałów należą między innymi kompozyty włókniste zbudowane z lekkiej matrycy wzmocnionej długimi włóknami. Taka budowa sprawia, że kompozyty włókniste charakteryzują się bardzo dobrymi własnościami mechanicznymi i wytrzymałościowymi przy niskiej masie. Dlatego też materiały te są coraz częściej stosowane w różnego rodzaju konstrukcjach dla pracy których własności te mają ogromne znaczenie. Proces projektowania takich struktur jest procesem złożonym w którym trudno bazować wyłącznie na doświadczeniu i intuicji konstruktora. Proces ten musi być rozszerzony o matematyczne metody optymalizacyjne w wyniku czego staje się synonimem zadania optymalizacji polegającego na znalezieniu najlepszego zestawu parametrów strukturalnych kompozytu, takich jak: własności mechaniczne matrycy i włókien, udział objętościowy i orientacja wzmocnienia itp., tak aby funkcjonał opisujący w sposób matematyczny
fatcat:6ei332bd5rdrvce6cjf3hxlu7e