Оптимізація розмірів поперечних перерізів стиснутих елементів конструкцій з С-подібного холодногнутого профілю
| Jazyk: | angličtina |
|---|---|
| Rok vydání: | 2022 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Strength of Materials and Theory of Structures; No. 108 (2022); 156-170 Опір матеріалів і теорія споруд; № 108 (2022); 156-170 |
| ISSN: | 2410-2547 |
| DOI: | 10.32347/2410-2547.2022.108 |
| Popis: | Parametric optimization problem of cross-sectional sizes for cold-formed C-profiles subjected to central compression has been considered by the paper. Parametric optimization problem for cross-sectional sizes of cold-formed C-profiles has been formulated as follow: to define optimum cross-sectional sizes taking into account post-buckling behavior and structural requirements when stripe width and thickness as well as type of the cold-formed profile are constant and defined by the designer. Criterion of the profile load-bearing capacity maximization has been assumed as purpose function. The latter has been presented in the form of linear convolution of the resistance to central compression taking into account flexural, torsional and torsional-flexural buckling of thin-walled structural member determined according to the requirements EN1993-1-3:2012 and EN1993-1-5:2012. Searching for the optimum cross-sectional sizes has been performed taking into account a possibility of post-critical buckling behavior of the structural member based on the local buckling of the web and flanges and/or distortional buckling of the edge fold stiffeners. Formulated parametric optimization problem has been solved using software OptCAD. Update gradient method of the purpose function projection on the active constraints hyperplanes with simultaneous liquidations of the residuals in the constraints has been implemented by the software. As optimization results cold-formed C-profiles have been obtained. With the same stripe width optimum profiles have higher load-bearing capacity level taking into account buckling resistance under central compression comparing with the cold-formed C-profiles proposed by Ukrainian manufacturers. Besides, torsional-flexural buckling resistance of the cold-formed C-profile is determinative for all optimum cross-sectional decisions. У статті розглянута задача параметричної оптимізації розмірів поперечного перерізу стержневого елементу конструкції з С-подібного холодногнутого профілю, що працює під дією поздовжньої сили стиску. Задача параметричної оптимізації формулюється як: при заданих ширині та товщині заготовки (штрипси) для виготовлення холодногнутого профілю, а також типі поперечного перерізу визначити його оптимальні розміри з врахуванням закритичної роботи та конструктивних вимог. Як критерій оптимальності приймався критерій максимізації несучої здатності профілю на втрату загальної стійкості при центральному стискові, який представлявся у формі лінійної згортки несучих здатностей, що враховують згинальне, крутильне та згинально-крутильне випучування стержневого елементу, обчислених відповідно до вимог EN1993-1-3:2012 і EN1993-1-5:2012. Пошук оптимальних розмірів реалізований з врахуванням можливої закритичної роботи тонкостінного холодногнутого профілю, яка характеризується втратою місцевої стійкості та втратою стійкості форми перерізу. Сформульована задача параметричної оптимізації розв'язана з використанням програми OptCAD, у якій реалізований метод проекції градієнту функції мети на поверхню активних обмежень при одночасній ліквідації нев'язок у порушених обмеженнях. Як результат оптимізаційного розрахунку отримані С-подібні холодногнуті профілі, які характеризуються більшою несучою здатністю на втрату стійкості при центральному стискові порівняно з холодногнутими профілями вітчизняних виробників при одній і тій самій ширині заготовки. При цьому, для всіх оптимальних рішень поперечних перерізів визначальною була несуча здатність С-подібного холодногнутого профілю на втрату стійкості за згинально-крутильною формою випучування. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|