Some particular problems of topology optimization of elasto-plastic structures  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
42993
Type K
Principal investigator Kaliszky, Sándor
Title in Hungarian Rugalmas-képlékeny tartószerkezetek topológiai optimalizálásának néhány különleges feladata
Title in English Some particular problems of topology optimization of elasto-plastic structures
Panel Engineering, Metallurgy, Architecture and Transport Sciences
Department or equivalent Department of Structural Mechanics (Budapest University of Technology and Economics)
Participants Lógó, János
Nédli, Péter
Starting date 2003-01-01
Closing date 2007-12-31
Funding (in million HUF) 5.612
FTE (full time equivalent) 0.00
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
Módszereket dolgoztunk ki normál és rendkívüli (robbanás, ütés és földrengés) terhekkel terhelt rugalmas képlékeny tartószerkezetek optimális tervezésére. A rugalmas feszültségekre és a képlékeny alakváltozásokra korlátokat vezettünk be. A földrengés vizsgálat az EUROCODE 8 által javasolt Pushover módszerre alapszik. A topológia optimálás területén a tovább fejlesztett SIMP módszert sikeresen alkalmaztuk. Több, új típusú Michell-feladat vizsgálata is megtörtént. A többcélfüggvényes matematikai programozást felhasználva megoldottuk a korlátozott alakváltozási képességű, rendkívüli dinamikus terhelésű rugalmas-képlékeny szerkezetek optimális tervezését. Egyidejűleg két célfüggvényt, a tartószerkezet súlyát és a maradó elmozdulást vesszük számításba. Kezdeti eredményeket értünk el a képlékeny-lágyuló és laza-záruló anyagú tartószerkezetek optimális tervezése terén. Az optimálási feladat itt nem-konvex, így az optimumot egymásba ágyazott két ciklussal kaptuk meg. Az időben változó, kvázi-statikus terhelésű rugalmas-képlékeny anyagú tartószerkezetek képlékeny határállapot alapján való optimális tervezésére új számítási eljárást készítettünk, amely figyelembe tudja venni a disszipációt is. Az általunk készített módszer és a klasszikus képlékenységtanból ismert tervezési eljárás kapcsolatát is vizsgáltuk.Számítógépes programokat fejlesztettünk ki és mintafeladatokon teszteltük azokat.
Results in English
Methods were developed to the optimal design of elasto-plastic structures subjected to normal and extreme (explosion, impact, earthquake) loads. Constraints were applied to the elastic stresses and plastic deformations. The earthquake analysis was based on Pushover method suggested by EUROCODE 8. The plastic displacements were controlled. An iterative algorithm based on the optimality conditions of mathematical programming was elaborated to layout optimization. The successful application of the SIMP method made possible the use of a great number of variables which promotes significantly the solution of engineering problems. Several Michell-type topologies were investigated. A solution method was elaborated for the optimal design of structures subjected to time dependent, quasi-static loading. The relation with the classical optimal solution was studied. A design model was presented for the layout optimization of elasto-plastic structures subjected to dynamic loading by the use of multicriteria optimization. The objective functions were: the weigth and the permanent deformations.The limit analysis of structures was investigated by the use of nonlinear softening material. The non-convexity of the problem did not cause any difficulties because of the use of nested loop. At each problem computer programs were developed and applied to the solution of test examples.
Full text http://real.mtak.hu/875/
Decision
Yes





 

List of publications

  
Kaliszky, S., Lógó, J.: Application of Multicriteria Optimization in Layout Optimization of Structures, Metal Structures, Design, Fabrication, Economy, ed by Jármai, K., Farkas, J., Millpress Science Publishers, Rotterdam, The Netherlands (2003), pp. 271-276., 2003
Kaliszky, S., Lógó, J.: Statikus és dinamikus terhelésű képlékeny tartók optimális tervezése, Évfordulós kötet Lenkei Péter 70. születésnapjára, editor: Bársony János, Pécsi Egyetem, (2003), pp.53-64., 2003
Kaliszky, S., Lógó, J.: Layout Optimization of Rigid-Plastic Structures under High Intensity Short Time Dynamic Pressure, Mechanics Based Design of Structures and Machines. 31(2), (2003), pp.131-149., 2003
Kaliszky, S., Lógó, J.: A Unified Model for the Elasto-plastic Optimal Design of Structures with Compliance Constraints, Proc. of 5th World Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization, May 19-23, 2003, Lido di Jesolo, Venice, Italy. pp.181-182., 2003
Kaliszky, S., Lógó, J.: Statikus és dinamikus terhelésű rugalmas-képlékeny tartók optimális tervezése, Proc. of IX. Magyar Mechanikai Konferencia, Miskolc, 2003. Aug. 27-29. pp.44., 2003
Lógó, J.: Szerkezetek topológia optimálása többcélfüggvényes matematikai programozással, Proc. of IX. Magyar Mechanikai Konferencia, Miskolc, 2003. Aug. 27-29. pp.67., 2003
Kaliszky, S., Lógó, J.: Recent Developments in the Optimal Layout Design of Elasto-plastic Structures, Technical University, Berlin, Germany Oct. 22, 2003, 2003
Kaliszky, S. Lógó,J.: Optimal Design of Elasto-Plastic Structures Subjected to Normal Loads and Earthquake, XXI ICTAM, 15-21 August 2004, Warsaw, Poland. pp. CD paper, 2004
Kaliszky, S. Lógó,J.: Applications of Mathematical Programming to the Optimal Design of Elasto-Plastic Structures, Seminar at the Estonian Academy of Sciences, 2004. 03.24., Tallin, Észtország., 2004
Kaliszky, S. Lógó,J.: Layout Optimisation of Elasto-plastic Structures Subjected to Normal and Extreme Loads, Proc of. CST04, 6-10 Sept. 2004, Lisboa, Portugal. pp.667-668., 2004
Kaliszky, S. Lógó,J.: Layout Optimisation of Elasto-plastic Structures Subjected to Normal and Extreme Loads, The Seventh International Conference on Computational Structures Technology, ed. By B.H.V. Topping, CD paper 20 pages, Civil-Comp Press. ISBN 0-948749-94-6. (2004), 2004
Lógó,J.: Optimal Design of Skeletal Structures in Time-Dependent Elasto-Plastic State, 5th ASMO UK / ISSMO conference on Engineering Design Optimization, Stratford upon Avon, UK, July 12 –13, 2004. pp.50-51., 2004
Lógó J.: Tartószerkezetek optimális tervezése matematikai programozás alkalmazásával, Habilitációs Tézisek, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, 2003
Lógó, J.: New Type of Optimal Topologies by Iterative Method, Mechanics Based Design of Structures and Machines, 33, (2), pp. 149-171., 2005
Lógó,J.: Layout Optimization of Elasto-Plastic Beams Subjected to Time-Dependent Loading, Proc. of. 15th Inter-Institute Seminar, Budapest, April. 22-23, 2005, p.8., 2005
Kaliszky, S. Lógó,J.: A Unified Model for the Elasto-plastic Optimal Design of Structures with Complience Constraints, The 5th World Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization, ed. by C. Cinquini et al., CD paper, Italian Press, ISBN 88-88412-27-1. (2005). 6 pages, 2005
Lógó, J.: Optimal Design of Skeletal Structures in Time-Dependent Elasto-Plastic State,, Engineering Design Optimization, Product and Process Improvement, ed. by O.M. Querin, J. Sienz, P.D. Gosling and V.V. Toropov, University of Leeds Press, LS2 9JT, UK, CD, 2005
Lógó, J., Vásárhelyi, A: Limit Analysis and Optimal Design of Structures Made of Nonlinear Softening Material, The 5th World Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization, ed. by C. Cinquini et al., CD paper, Italian Press, ISBN 88-88412-27-1. (2005). 6 pages, 2005
Lógó, J.: Layout Optimisation Elasto-plastic Structures Subjected to Time-Dependent Loading, The 6th World Congress of Struct and Multid. Optimization, eds. Herskovits, J., Mazorche, S., Canelas, A. Rio de Janeiro, Brasil, CD paper, ISBN 85–285–0070, 2005
Kaliszky, S. Lógó,J.:: Optimal Plastic Design of Steel Frames with Elastic Displacement and Plastic Deformation Constraints, Proc. of Finno-Ugric International Conference on Mechanics, Ráckeve, Hungary, May 29-June 4, (2005), pp.1-2, 2005
Kaliszky, S., Lógó, J.: Optimimal Design of Elasto-plastic Structures Subjected to Normal and Extreme Loads, Computers and Structures, (2006), 84, (28), pp. 1770-1779., 2006
Kaliszky, S., Lógó, J.: Optimal Design of Elasto-plastic Steel Frames Loaded by Normal and extreme Loads and Subjected to Displacement, Deformation and Stress Constraints, Journal of Computational and Applied Mechanics, (2006), Elfogadva, 2006
Lógó, J.: Optimal Limit Design of Elasto-Plastic Structures for Time-dependent Loading, Journal of Structural and Multidisciplinary Optimization, (2006), DOI 10.1007/s00158-006-0053-7, 2006
Lógó, J.: Optimal Design of Elasto-Plastic Structures Subjected to Time-Dependent Loading by the use of Parametric Mathematical Programming, Proc. of STAMM2006, Wien, Austria, 2006.07.10-14. pp.87-88, 2006
Lógó, J.: Rugalmas-képlékeny szerkezetek méretezése időtől függő statikus jellegű terhelés esetén parametrikus matematikai programozással, , Építés,-Építészettudomány, (2006), elfogadva, 2006



Back »