Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tối ưu hóa đa mục tiêu dựa trên độ tin cậy cho thiết kế các công trình chịu rung động ngẫu nhiên
Tóm tắt
Dựa trên một phương pháp đa mục tiêu, chức năng mục tiêu (OF) thu thập các chỉ số hiệu suất độ tin cậy ngẫu nhiên và chi phí cấu trúc, một tiêu chí tối ưu hóa cấu trúc cho các hệ thống cơ khí chịu rung động ngẫu nhiên được trình bày nhằm hỗ trợ thiết kế của các kỹ sư. Tiêu chí này khác với tiêu chí thiết kế tối ưu thông thường được sử dụng nhiều nhất cho kết cấu rung động ngẫu nhiên, vốn dựa trên việc giảm thiểu biến thiên dịch chuyển hoặc gia tốc của các phản ứng cấu trúc chính, mà không tính đến hiệu suất yêu cầu một cách rõ ràng để chống lại sự cố. Tiêu chí được đề xuất có thể tính toán hợp lý các hiệu suất cần thiết về độ tin cậy thiết kế, và nó trở thành một hỗ trợ hiệu quả hơn cho việc ra quyết định trong kỹ thuật cấu trúc. Thiết kế tối ưu đa mục tiêu (MOO) của một bộ giảm chấn điều chỉnh (TMD) đã được phát triển trong một vấn đề thiết kế động đất điển hình, để kiểm soát rung động cấu trúc phát sinh trên một công trình nhà nhiều tầng bị kích thích bởi quá trình gia tốc nền không ổn định. Một ví dụ số cho một tòa nhà ba tầng đã được phát triển và một phân tích độ nhạy đã được thực hiện. Các kết quả được trình bày theo cách hữu ích để hỗ trợ quyết định thiết kế TMD.
Từ khóa
#tối ưu hóa đa mục tiêu #độ tin cậy #rung động ngẫu nhiên #thiết kế cấu trúc #bộ giảm chấn điều chỉnhTài liệu tham khảo
Coello, C.A., 1999. A comprehensive survey of evolutionary-based multiobjective optimization techniques. Knowledge and Information Systems, 1:269–308.
Constantinou, M.C., Tadjbakhsh, I.G., 1983a. Optimum design of a first story damping system. Computer and Structures, 17(2):305–310. [doi:10.1016/0045-7949(83)90019-6]
Constantinou, M.C., Tadjbakhsh, I.G., 1983b. Probabilistic optimum base isolation of structures. J. Struct. Engrg. Div., ACSE, 109:676–689.
Constantinou, M.C., Tadjbakhsh, I.G., 1985. Optimum characteristics of isolated structures. ASCE J. Struc. Engrg., 111(12):2733–2750.
Crandall, S.H., Mark, W.D., 1963. Random Vibration in Mechanical Systems. Academic Press.
Gasser, M., Schueller, G.I., 1997. Reliability-based optimization of structural systems. Mathematical Methods of Operations Research, 46(3):287–308. [doi:10.1007/BF01194858]
Jennings, P.C., 1964. Periodic response of a general yielding structure. J. Engrg. Mech., Div. ASCE, 90(EM2):131–166.
Kuschel, N., Rackwitz, R., 2000. Optimal design under time-variant reliability constraints. Struct. Safety, 22(2): 113–127. [doi:10.1016/S0167-4730(99)00043-0]
Marano, G.C., Trentadue, F., Greco, R., 2006. Optimum design criteria for elastic structures subject to random dynamic loads. Engineering Optimization, 38(7):853–871. [doi:10.1080/03052150600913028]
Marano, G.C., Trentadue, F., Greco, R., 2007a. Stochastic optimum design criterion for linear damper devices for building seismic protection. Structural and Multidisciplinary Optimization, 33(6):441–455. [doi:10.1007/s00158-006-0023-0]
Marano, G.C., Greco, R., Trentadue, F., Chiaia, B., 2007b. Constrained reliability-based optimization of linear tuned mass dampers for seismic control. International Journal of Solids and Structures, 44(22–23):7370–7388. [doi:10.1016/j.ijsolstr.2007.04.012]
Nigam, N.C., 1972. Structural optimization in random vibration environment. AIAA J., 10(4):551–553.
Papadimitriou, C., Ntotsios, E., 2005. Robust Reliability-based Optimization in Structural Dynamics Using Evolutionary Algorithms. Proc. 6th International Conference on Structural Dynamics, Paris, p.735–739.
Papadimitriou, C., Katafygiotis, L.S., Siu, K.A., 1997. Effects of structural uncertainties on TMD design: A reliability-based approach. Journal of Structural Control, 4(1):65–88. [doi:10.1002/stc.4300040108]
Park, K.S., Koh, H.M., Hahm, D., 2004. Integrated optimum design of viscoelastically damped structural systems. Engineering Structures, 26(5):581–591. [doi:10.1016/j.engstruct.2003.12.004]
Pedersen, C., Thoft-Christensen, P., 1995. Interactive Structural Optimization with Quasi-Newton-algorithms. Proceedings of the 6th IFIP WG 7.5 Conference, Assisi, Italy. Chapman & Hall, London, p.225–232.
Polak, E., Kirjner-Neto, C., der Kiureghian, A., 1997. Structural Optimization with Reliability Constraints. Proceedings of the 7th IFIP WG 7.5 Conference Boulder’ 96. Pergamon, New York, p.289–296.
Rackwitz, R., Augusti, G., Borri, A. (Eds.), 1995. Reliability and Optimization of Structural Systems, Proc. IFIP WG 7.5 Working Conference, Assisi, Italy. Chapman & Hall, London.
Rice, S.O., 1944. Mathematical analysis of random noise. Bell System Technical Journal, 23:282–332.
Rice, S.O., 1945. Mathematical analysis of random noise—Conclusion. Bell System Technical Journal, 24:46–156.
Rosenblueth, E., Mendoza, E., 1971. Reliability optimization in isostatic structures. J. Engrg. Mech. Div., ASCE, 97(EM6):1625–1642.
Soong, T.T., Grigoriu, M., 1992. Random Vibration of Mechanical and Structural Systems. Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ.
Tajimi, H., 1960. A Statistical Method of Determining the Maximum Response of a Building During Earthquake. Proc. of 2nd World Conf. on Earthquake Engineering, Tokyo, Japan.
Wirsching, P.H., Campbell, G.W., 1974. Minimal structure response under random excitation using vibration absorber. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 2(4):303–312. [doi:10.1002/eqe.4290020402]