Методы оптимизации, используемые в инженерных приложениях

2021/10/09 11:57

Композит FRP в настоящее время используется в строительстве основных конструктивных элементов, таких как сэндвич-панель FRP для системы напольных покрытий и мостов.

Многие исследователи считают, что традиционные материалы, такие как дерево, сталь и бетон, проигрывают битву с коррозией. Новые строительные технологии были опробованы с использованием материалов FRP в качестве альтернативы традиционным стальным, бетонным и древесным материалам. Кроме того, его использование увеличивается для ремонта, укрепления и замены старых конструкций. Поэтому оценка волоконных композитов в гражданском строительстве важна для обоснования того, является ли этот материал достаточно надежным для использования в качестве строительного материала.  Сталь является однородным материалом с постоянной жесткостью во всех направлениях, в то время как композитный материал FRP имеет разную жесткость в разных направлениях.  Волокнистый композитный элемент, предназначенный для натяжения, не может быть нагружен торсионными силами. Таким образом, волоконные композиты, как правило, являются анизотропными, хрупкими, с низким модулем и в значительной степени зависят от свойств его компонентов матрицы и волокна.

Оптимизация композитной пластины имеет решающее значение для компоновки систем, начиная от самолетов и заканчивая гражданскими инженерными сооружениями.  Хлопоты по оптимизации конструкции, представляющие интерес в настоящее время, - это минимизация функции нагрузки для сэндвич-композитной пластины. это задача оптимизации дизайна, которая оптимизирует толщину сэндвич-слоев для придания минимального веса. Дополнительный интерес для современников представляют работы по оптимизации компоновки композитных сэндвич-плит, при которых толщина наружных слоев и сердцевина берутся из-за конструктивных переменных.

Эти типы композитных балок требуют значительных исследований и разработок для удовлетворения требований к проектированию, включая такие эффекты, как воздействие на окружающую среду, долгосрочная долговечность, изменение нагрузки, стоимость и динамическое рассмотрение.

Методы оптимизации в конструкционном проектировании композитов

В этом разделе будут рассмотрены наиболее популярные методы оптимизации, используемые при проектировании волоконно-композитных конструкций для гражданского строительства.  Оптимизация проектирования строительных конструкций имеет конкретные требования к проектированию или ограничения в отношении исправности конструкции в течение ее долговечности.