134x
000533
2025-07-14

Топологическая оптимизация в расчёте конструкций с использованием визуальных программных сред и генетических алгоритмов

В настоящее время оптимизация процессов приобрела огромную актуальность, особенно в области проектирования конструкций. Кроме того, рост использования передовых методов для проведения оптимизации, таких как генетические алгоритмы, открыл множество возможностей для повышения эффективности результатов и достижения значительных сокращений затрат, которые тесно связаны с типами топологической оптимизации, направленной непосредственно на наиболее эффективное использование материалов.
Автор
Sara Trinidad Quiñones
Университет

«Эта значимость и потенциал привели меня к созданию этого проекта, целью которого является разработка приложения для автоматизации процесса оптимизации при проектировании конструкций с интеграцией инструментов визуального программирования и генетических алгоритмов. Проект сосредоточен на других многочисленных более детализированных целях, требующих ценного периода предварительного изучения и ознакомления с тремя программами, которые будут интегрированы в этом едином приложении; RFEM, инструмент анализа методом конечных элементов; Python, как язык программирования для более сложных строк кода и введения генетических операторов; и Grasshopper, который будет основой разработки программы, где будет применяться интерконнекция с двумя ранее упомянутыми.

Grasshopper предоставит нам рабочее пространство, а также множество элементов для осуществления визуального программирования геометрии, расчета и оптимизации двух различных типов представленных конструктивных случаев: простой балки и впоследствии, двумерной решетки. Кроме того, это новаторское программное обеспечение позволяет простое подключение по API, делая его доступным и многопрофильным, а также имеет множество аксессуаров для установки, которые позволяют пользователям ориентировать использование приложения в своих областях. В моем случае я буду использовать плагины RFEM Dlubal, среди прочего, чтобы ориентировать его в области гражданского строительства.

Будет осуществлен поиск интеграции RFEM Dlubal для расчета и анализа конструкций, разработанных в Grasshopper, гарантируя, что они соответствуют критериям прочности материалов. Для этого будет создан интерфейс в Grasshopper, который позволит генерировать и модифицировать конструкции, настраивать случаи нагрузки и правильно экспортировать и импортировать данные в RFEM. Затем мы внедрим генетические алгоритмы через итеративные циклы на различные структурные параметры модели, такие как, например, профили поперечного сечения балок, в поисках оптимальной комбинации этих параметров через автоматизированный процесс, который экономит как время, так и усилия.

Чтобы облегчить реализацию и использование приложения другими инженерами, я подробно опишу шаг за шагом создание этого проекта через руководство пользователя, визуально и объяснительно, чтобы достичь охвата и понимания другими. С этим я намерен продемонстрировать огромный потенциал, который показывает мощная комбинация этих программ, раскрывая ключевые концепции и демонстрируя приложение, которое облегчит повседневную работу в гражданском строительстве, побуждая других к использованию и развитию этого.»


Скачивания


;