Inžinerinių konstrukcijų masės optimizavimas taikant genetinius algoritmus

Abstract

Šiame straipsnyje analizuojamos genetinių algoritmų strategijos, kurios leistų optimaliai atlikti inžinerinės mechaninės konstrukcijos masės minimizavimą. Tam tikros formos plokščiojo deformuojamo kūno masė yra minimizuojama, kai žinoma apkrova ir kraštinės sąlygos. Uždaviniui taikomi geometriniai ir stiprumo apribojimai. Tiesioginis uždavinys sprendžiamas baigtinių elementų metodu, optimizavimo - genetiniais algoritmais. Straipsnyje tiriama kaip optimizavimo rezultatai priklauso nuo genetinių algoritmų kryžminimo metodų, atrankos metodų, bei genetinių algoritmų parametrų: generacijų skaičiaus, populiacijos dydžio, mutacijos tikimybės. Skaitiniai eksperimentai atliekami originalia autorių sukurta programa, kuri yra realizuota C++ kalba. Genetinių algoritmų pagrindu sukurta technologija leidžia efektyviai optimizuoti inžinerinės mechaninės konstrukcijos masę.

The paper proposes a technology for mass optimization of two-dimensional body applying genetic algorithms. Main attention is focused on geometry of 2D body, i. e. search for optimal coordinates of body points. Direct analysis of 2D body – von Mises stress determination – is performed using original program based on finite element method. The set of design parameters contains the coordinates of body points in 2D space. The results of numerical experiments proved the proposed technology to be efficient tool for solution of 2D body mass optimization problem.