Metody topologické optimalizace mechanicky namáhaných konstrukcí a jejich aplikace u prutových soustav
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato bakalářská práce se zabývá topologickou optimalizací prutových soustav. V první části této práce je na základě rešerše dostupné literatury zpracován přehled jednotlivých metod strukturální optimalizace a stručně popsán jejich princip. Druhá část práce se zabývá aplikací vybraných metod na topologickou optimalizaci prutových soustav, k čemuž je využito výpočetních kódů naprogramovaných v prostředí programu MATLAB. V prvním kroku byl vytvořen kód pro výpočet napětí v jednotlivých prutech a posuvů styčníků prutové soustavy s využitím autorem naprogramované metody konečných prvků. Tento nástroj byl dále použit jako základ pro jednotlivé optimalizační úlohy, které tento algoritmus využívají pro získání výše uvedených parametrů. Vybrané optimalizační metody a jejich výpočetní kódy byly následně demonstrativně použity na dvou modelových úlohách – mostu a konzolovém nosníku, s cílem redukovat jejich hmotnost na minimum při současném zachování bezpečnosti vůči meznímu stavu pružnosti a meznímu stavu vzpěrné stability. Získané výsledky byly v závěru srovnány s výsledky dostupnými v literatuře (avšak optimalizovanými na výchozích konstrukcích ve formě kontinua) a lze konstatovat, že oba výstupy jsou ve velmi dobré shodě.
This bachelor thesis deals with a topology optimization of truss structures. In the first part of this thesis an overview of individual methods of the structural optimization and brief description of their principle based on recherche of available literature is given. The second part of the thesis deals with an application of selected methods to the topology optimization of truss structures, employing the computational codes programmed in the MATLAB software. In the first step, a code for computation of stresses in individual trusses and displacements in nodes of the truss structure by the finite element method was programmed. This code was later used in individual topology optimization codes for computation of parameters mentioned above. Selected topology optimization methods and their computational codes were then used for optimization of two model tasks – bridge and cantilever beam subjected to isolated forces, in order to reduce their weight while maintaining safety to the limit states of elasticity and buckling stability. At the end of the thesis, gained results were compared to results available in literature (nevertheless optimized as a continuum structure) and it can be concluded, that both these results are in a very good agreement.
This bachelor thesis deals with a topology optimization of truss structures. In the first part of this thesis an overview of individual methods of the structural optimization and brief description of their principle based on recherche of available literature is given. The second part of the thesis deals with an application of selected methods to the topology optimization of truss structures, employing the computational codes programmed in the MATLAB software. In the first step, a code for computation of stresses in individual trusses and displacements in nodes of the truss structure by the finite element method was programmed. This code was later used in individual topology optimization codes for computation of parameters mentioned above. Selected topology optimization methods and their computational codes were then used for optimization of two model tasks – bridge and cantilever beam subjected to isolated forces, in order to reduce their weight while maintaining safety to the limit states of elasticity and buckling stability. At the end of the thesis, gained results were compared to results available in literature (nevertheless optimized as a continuum structure) and it can be concluded, that both these results are in a very good agreement.
Description
Citation
PÁNEK, O. Metody topologické optimalizace mechanicky namáhaných konstrukcí a jejich aplikace u prutových soustav [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2019.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Základy strojního inženýrství
Comittee
Ing. Lubomír Junek, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Jana Horníková, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Tomáš Návrat, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Marcián, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Lošák, Ph.D. (člen)
Ing. Lubomír Houfek, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Skalka, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Miroslav Suchánek, CSc. (člen)
Date of acceptance
2019-06-10
Defence
Posluchač představil komisi svou bakalářskou práci. Dále odpověděl na všechny otázky oponenta a dalších členů komise.
Zkoušel jste optimalizovat i tuhost řešených soustav?
Jakým způsobem můžeme zlepšit bezpečnost vzhledem k meznímu stavu vzpěrné stability řešených soustav?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení