Optimal Design of Single-Layered Reinforced Cylindrical Shells
This paper discusses the application of the random search method for the optimal design of single-layered reinforced cylindrical shells operating in a neutral environment. When setting a mathematical programming problem, the minimum shell weight is considered as an objective function. The critical s...
Збережено в:
| Дата: | 2021 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian English |
| Опубліковано: |
Journal of Mechanical Engineering
2021
|
| Онлайн доступ: | https://journals.uran.ua/jme/article/view/227423 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Journal of Mechanical Engineering |
Репозитарії
Journal of Mechanical Engineering| id |
journalsuranuajme-article-227423 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Journal of Mechanical Engineering |
| collection |
OJS |
| language |
Russian English |
| format |
Article |
| author |
Филатов, Г. В. |
| spellingShingle |
Филатов, Г. В. Optimal Design of Single-Layered Reinforced Cylindrical Shells |
| author_facet |
Филатов, Г. В. |
| author_sort |
Филатов, Г. В. |
| title |
Optimal Design of Single-Layered Reinforced Cylindrical Shells |
| title_short |
Optimal Design of Single-Layered Reinforced Cylindrical Shells |
| title_full |
Optimal Design of Single-Layered Reinforced Cylindrical Shells |
| title_fullStr |
Optimal Design of Single-Layered Reinforced Cylindrical Shells |
| title_full_unstemmed |
Optimal Design of Single-Layered Reinforced Cylindrical Shells |
| title_sort |
optimal design of single-layered reinforced cylindrical shells |
| title_alt |
Оптимальное проектирование однослойных оребренных цилиндрических оболочек Оптимальне проектування одношарових оребрених циліндричних оболонок |
| description |
This paper discusses the application of the random search method for the optimal design of single-layered reinforced cylindrical shells operating in a neutral environment. When setting a mathematical programming problem, the minimum shell weight is considered as an objective function. The critical stresses are determined according to the linear theory in the elastic region of the material. As the constraints imposed on the feasible region, the constraints on the strength, general buckling and partial buckling of a shell are accepted. The aim of this paper is to study the weight efficiency of various types of shell reinforcements and the influence of an optimum-weight shell on the parameters of an axially-compressed one. A numerical experiment was carried out. Dependencies of shell weight, wall thickness, and reinforcement parameters on the magnitude of a compressive load were investigated for shells with different types of reinforcement. As a result of the numerical experiment performed, it was found that with an increase in compressive load magnitude, there is a tendency to an increase in the wall thickness of an optimal shell, with an increase in the thickness of longitudinal stiffeners (stringers) and a slight decrease in the number of ribs. In addition, it should be noted that the general case of buckling and the first special one turned out to be decisive in choosing optimal shell parameters.
|
| publisher |
Journal of Mechanical Engineering |
| publishDate |
2021 |
| url |
https://journals.uran.ua/jme/article/view/227423 |
| work_keys_str_mv |
AT filatovgv optimaldesignofsinglelayeredreinforcedcylindricalshells AT filatovgv optimalʹnoeproektirovanieodnoslojnyhorebrennyhcilindričeskihoboloček AT filatovgv optimalʹneproektuvannâodnošarovihorebrenihcilíndričnihobolonok |
| first_indexed |
2024-06-01T14:44:30Z |
| last_indexed |
2024-06-01T14:44:30Z |
| _version_ |
1800670355438698496 |
| spelling |
journalsuranuajme-article-2274232021-03-30T10:28:16Z Optimal Design of Single-Layered Reinforced Cylindrical Shells Оптимальное проектирование однослойных оребренных цилиндрических оболочек Оптимальне проектування одношарових оребрених циліндричних оболонок Филатов, Г. В. This paper discusses the application of the random search method for the optimal design of single-layered reinforced cylindrical shells operating in a neutral environment. When setting a mathematical programming problem, the minimum shell weight is considered as an objective function. The critical stresses are determined according to the linear theory in the elastic region of the material. As the constraints imposed on the feasible region, the constraints on the strength, general buckling and partial buckling of a shell are accepted. The aim of this paper is to study the weight efficiency of various types of shell reinforcements and the influence of an optimum-weight shell on the parameters of an axially-compressed one. A numerical experiment was carried out. Dependencies of shell weight, wall thickness, and reinforcement parameters on the magnitude of a compressive load were investigated for shells with different types of reinforcement. As a result of the numerical experiment performed, it was found that with an increase in compressive load magnitude, there is a tendency to an increase in the wall thickness of an optimal shell, with an increase in the thickness of longitudinal stiffeners (stringers) and a slight decrease in the number of ribs. In addition, it should be noted that the general case of buckling and the first special one turned out to be decisive in choosing optimal shell parameters. В статье рассматривается применение метода случайного поиска для оптимального проектирования однослойных подкрепленных цилиндрических оболочек, работающих в нейтральной среде. При постановке задачи математического программирования в качестве целевой функции рассматривается минимальный вес оболочки. Критические напряжения определяются по линейной теории в упругой области работы материала. В качестве ограничений, накладываемых на область допускаемых решений, принимаются ограничения: по прочности, общей и частной потери устойчивости оболочки. Целью настоящей работы является исследование весовой эффективности различных типов подкрепления оболочки и их влияния на параметры сжатой в осевом направлении оптимальной в весовом отношении оболочки. Проведен численный эксперимент. Исследовались зависимости веса оболочки, толщины ее стенки, параметров подкрепления от величины сжимающей нагрузки для оболочки с различными типами подкрепления. В результате проведенного численного эксперимента установлено, что с ростом величины сжимающей нагрузки намечается тенденция к увеличению толщины стенки оптимальной оболочки, растет толщина продольных ребер жесткости (стрингеров), количество ребер незначительно уменьшается. Кроме того, следует отметить, что определяющими при выборе оптимальных параметров оболочки оказались общий случай потери устойчивости и первый частный. У статті розглядається застосування методу випадкового пошуку для оптимального проектування одношарових підкріплених циліндричних оболонок, що працюють в нейтральному середовищі. Під час постановки задачі математичного програмування як цільова функція розглядається мінімальна вага оболонки. Критичні напруження визначаються за лінійною теорією у пружній зоні роботи матеріалу. Як обмеження, що накладаються на зону допустимих розв’язків, приймаються обмеження: з міцності, загальної і окремої втрати стійкості оболонки. Метою цієї роботи є дослідження вагової ефективності різних типів підкріплення оболонки і їхнього впливу на параметри стиснутої в осьовому напрямку оптимальної у ваговому відношенні оболонки. Проведено числовий експеримент. Досліджувалися залежності ваги оболонки, товщини її стінки, параметрів підкріплення від величини стискаючого навантаження для оболонки з різними типами підкріплення. Внаслідок проведеного числового експерименту встановлено, що зі збільшенням величини стискаючого навантаження намічається тенденція до збільшення товщини стінки оптимальної оболонки, зростає товщина поздовжніх ребер жорсткості (стрингерів), кількість ребер незначно зменшується. Крім того, слід зазначити, що визначальними під час вибору оптимальних параметрів оболонки виявилися загальний випадок втрати стійкості і перший окремий. Journal of Mechanical Engineering Проблемы машиностроения Проблеми машинобудування 2021-03-30 Article Article application/pdf application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/227423 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 24 No. 1 (2021); 58-64 Проблемы машиностроения; Том 24 № 1 (2021); 58-64 Проблеми машинобудування; Том 24 № 1 (2021); 58-64 2709-2992 2709-2984 ru en https://journals.uran.ua/jme/article/view/227423/227249 https://journals.uran.ua/jme/article/view/227423/226738 Copyright (c) 2021 Heorhii V. Filatov http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0 |