Олег Александрович Иванов — аспирант кафедры информатики и прикладной математики
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
Oleg A. Ivanov — postgraduate student of the Department of Computer Science and Applied Mathematics
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
Владимир Николаевич Сидоров — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой информатики и прикладной математики, академик РААСН
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
Vladimir N. Sidorov — Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Computer Science and Applied Mathematics, Academician of RAASN
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
Павел Игоревич Новиков — кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры информатики и прикладной математики
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
Pavel I. Novikov — Candidate of Technical Sciences, senior lecturer of the Department of Computer Science and Applied Mathematics
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
Введение. При численном моделировании механических систем близость расчетной модели к поведению объекта в значительной степени определяется адекватностью задаваемых граничных условий. На практике условия закрепления элементов конструкций нередко отличаются от идеализированных предположений, принимаемых в расчетных моделях, что приводит к расхождению расчетных и экспериментальных данных.
Материалы и методы. Рассматривается подход к оптимизации граничных условий конечно-элементной модели на основе эволюционного алгоритма CMA-ES. Объектом исследования стала пространственная рамная конструкция, над которой проведены инструментальные исследования динамических характеристик — собственных частот и свободных колебаний. Сравнение расчетных и экспериментальных частот и форм свободных колебаний осуществлялось с использованием получаемого значения коэффициента согласования форм свободных колебаний и относительной ошибки между значениями вычисляемых собственных частот расчетной модели и их величинами, устанавливаемыми экспериментально. На основе этих метрик формировалась целевая функция задачи оптимизации.
Результаты. Определялись оптимальные значения коэффициентов жесткости опорных связей в нижнем поясе конструкции в направлениях шести степеней свободы. Полученные результаты показали, что применение эволюционного подхода позволяет существенно снизить расхождения между модельными и натурными данными и тем самым повысить точность расчетной модели.
Выводы. Точность конечно-элементного моделирования конструкций можно увеличить за счет согласования модельных и экспериментальных динамических характеристик, используя эволюционные алгоритмы.
Introduction. In numerical modelling of mechanical systems, the proximity of the computational model to the actual behaviour of the object is largely determined by the adequacy of the specified boundary conditions. In practice, the support conditions of structural elements often differ from the idealized assumptions adopted in computational models, which leads to discrepancies between calculated and experimental data.
Materials and methods. This study considers an approach to optimizing the boundary conditions of a finite element model using the evolutionary algorithm CMA-ES [
Results. The optimization made it possible to determine the stiffness coefficients of the support connections in the lower chord of the structure in six degrees of freedom. The results showed that the application of the evolutionary approach significantly reduced discrepancies between model and experimental data, thereby improving the accuracy of the computational model.
Conclusions. The accuracy of finite element modelling of structures can be improved by aligning the model and experimental dynamic characteristics through the use of evolutionary algorithms.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.