|
Автор
|
Lisa Vatterodt
|
|
Университеты
|
Университет Прикладных Наук Саара |
На первом этапе проводится статический анализ пластинчатых конструкций с помощью метода конечных элементов (МКЭ). При этом используются основы теории пластин Миндлина, а также определение главных напряжений и соответствующих направлений главных напряжений. Полученные таким образом значения служат основой для моделирования потока сил в пластине. Центральное место в работе занимает реализация алгоритма Physarum polycephalum с помощью модели сети на основе частиц, которая воссоздает естественные механизмы образования узоров и адаптации слизевика. Здесь используются частицы, которые перемещаются с учётом концентраций хемоаттрактантов и образуют самоорганизующиеся сети с помощью простых сенсорных правил. В качестве стимулов в симуляции служат как точки опоры плиты, так и траектории главных моментов из расчета МКЭ.
Симуляция выполняется итеративно, при этом сеть оптимизируется за счет усиления главных путей до достижения стабильного состояния равновесия. Результаты показывают, что модель на основе частиц способна адаптивно отображать линии потока сил в пластине, генерируя сетевую структуру, существенно отличающуюся от традиционных ортогональных сеток армирования. Это позволяет целенаправленно укладывать арматуру вдоль фактических напряжений, что приводит к лучшему использованию материала, снижению количества стали и увеличению несущей способности. Кроме того, подчеркивается высокая гибкость подхода, который позволяет надежно моделировать даже сложные пластинчатые конструкции с изменяющимися граничными условиями и нагрузками. Это открывает перспективы для ресурсоэффективного и устойчивого строительства в конструктивной инженерии.