Разработка, исследование и развитие фундаментальных научных основ синтеза оптимальных конструкций как методов проектирования сооружений с заранее заданными свойствами

Отчет 109 с., 1 ч., 12 рис., 9 табл., 181 источник. Ключевые слова: оптимизация конструкций, ограничения по устойчивости, ограничения на первую частоту собственных колебаний, требования прочности, мини-мальная материалоемкость, стержни двутаврового сечения, стержни прямоугольного се-чения. Объект исследования: строительные конструкции, в частности, оптимизируемые стержни прямоугольного и двутаврового поперечного сечения. Цели и задачи работы: на примере относительно простых оптимальных систем при варьировании разнотипными параметрами и наличии разнородных ограничений продолжить выявление их особых свойств, сформулировать соответствующие им крите-рии, а затем на основе этих и ранее известных критериев наметить некоторые направле-ния построения методов синтеза оптимальных конструкций как методов проектирования сооружений с заранее заданными свойствами; подтвердить (верифицировать), что особые свойства оптимальных систем могут также служить критериями для оценки традицион-ных решений; наметить некоторые направления использования методов оптимизации в реальном проектировании. Результаты работ на этапе 2020 года: • обзор и анализ современного состояния рассматриваемой научной проблематики и методов исследований; • критерий оценки оптимальных решений при формировании кусочно-постоянных участков стержней прямоугольного поперечного сечения при ограничениях по устойчивости или на величину первой частоты собственных колебаний; • критерий оценки оптимальных решений при формировании кусочно-постоянных участков полки стержней двутаврового поперечного сечения при ограничениях по устойчивости или на величину первой частоты собственных колебаний; • критерий оценки оптимальных решений при формировании кусочно-постоянных участков полосы, усиливающей стенку стержней двутаврового поперечного се-чения при ограничениях по устойчивости или на величину первой частоты соб-ственных колебаний; • оценка близости к проекту минимальной материалоемкости решения об оптими-зации ширины полок стержней двутаврового поперечного сечения при ограни-чениях по устойчивости или величины первой частоты собственных колебаний с учетом требований прочности; • оценка близости к проекту минимальной материалоемкости решения об оптими-зации ширины кусочно-постоянных участков полки стержней двутаврового по-перечного сечения при ограничениях по устойчивости или величины первой ча-стоты собственных колебаний с учетом требований прочности. Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные ха-рактеристики: разрабатываемые критерии и оценки являются эффективными и коррект-ными, ориентированы на построение методов синтеза оптимальных конструкций как ме-тодов проектирования сооружений с заранее заданными свойствами. Степень внедрения: апробация проводилась в рамках семинаров и выступлений авто-ров на всероссийских и международных конференциях и симпозиумах; выполнены первичные численная и программно-алгоритмическая реализации, планируется внедре-ние основных результатов работы в расчетную практику профильных образовательных, научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций. Рекомендации по внедрению или итоги внедрения результатов НИР: планирует-ся внедрение результатов выполнения проекта в расчетную практику образовательных, научно-исследовательских и проектных организаций. Область применения разрабатываемых критериев и оценок составляют строи-тельные конструкции, оптимизация которые осуществляется с учетом ограничений по устойчивости, на величину первой частоты собственных колебаний и требований проч-ности. Экономическая эффективность или значимость работы: разрабатываемые крите-рии и оценки представляются особенно перспективными в свете происходящего бурного развития компьютерной техники и очевидной потребности исследователя в решении за-дач оптимизации конструкций; разрабатываемые критерии и оценки могут способство-вать увеличению наукоемкого экспортного потенциала, давать возможность для решения задач импортозамещения. Прогнозные предположения о развитии объекта исследования: накопленный научно-технический потенциал может быть в дальнейшем успешно применен и для ре-шения задач в других областях, в тех случаях, когда объект исследования удовлетворяет соответствующим требованиям.