Conceptual design of structural systems based on topology optimization and prefabricated components

2020 ◽  
Vol 226 ◽  
pp. 106136 ◽  
Author(s):  
Stefanos Sotiropoulos ◽  
George Kazakis ◽  
Nikos D. Lagaros
Keyword(s):  
Topology Optimization ◽  
Conceptual Design ◽  
Structural Systems

scholarly journals Application of layout and topology optimization using pattern gradation for the conceptual design of buildings

2010 ◽  
Vol 43 (2) ◽  
pp. 165-180 ◽  
Author(s):  
Lauren L. Stromberg ◽  
Alessandro Beghini ◽  
William F. Baker ◽  
Glaucio H. Paulino
Keyword(s):  
Topology Optimization ◽  
Conceptual Design ◽  
And Topology

Form Design Based on Topology Optimization in Conceptual Design Process

2000 ◽  
Vol 2000.2 (0) ◽  
pp. 485-486
Author(s):  
Tomoya NISHINO ◽  
Shigeru AOMURA ◽  
Daigo MISAKI
Keyword(s):  
Topology Optimization ◽  
Conceptual Design ◽  
Design Process ◽  
Form Design

Generation of structural systems based on topology optimization

2021 ◽  
Author(s):  
Στέφανος Σωτηρόπουλος
Keyword(s):  
Topology Optimization ◽  
Structural Systems

Σκοπός αυτής της έρευνας είναι η δημιουργία ενός ολιστικού πλαισίου για τη φάση εννοιολογικού σχεδιασμού των κατασκευών πολιτικού μηχανικού από την άποψη της Βελτιστοποίησης Τοπολογίας Κατασκευών (STO). Στη βιβλιογραφία, η εφαρμογή του STO στον τομέα των Πολιτικών Μηχανικών, είναι αρκετά περιορισμένη. Βασικοί περιορισμοί των υφιστάμενων εργασιών, είναι οι δυσκολίες στην αναπαράσταση των βελτιστοποιημένων διατάξεων και το γεγονός ότι στις περισσότερες περιπτώσεις λαμβάνονται υπόψη εξιδανικευμένες δομικές συνθήκες. Η αντιπαράθεση αυτών των δύο ζητημάτων είναι ο πρωταρχικός στόχος αυτής της διδακτορικής έρευνας. Οι κατασκευαστικοί περιορισμοί εφαρμόζονται στη Βελτιστοποίηση Τοπολογίας (TO) που βασίζεται σε συνεχές, προκειμένου να παρέχονται λύσεις για εφαρμογές Πολιτικού Μηχανικού. Οι προτεινόμενες μεθοδολογίες, καθοδήγησαν τον αλγόριθμο στη δημιουργία διακριτών δομών, που αποτελούνται από δοκούς ή προκαθορισμένα δομικά στοιχεία. Αποκορύφωμα αυτών των διαδικασιών είναι η αυτοματοποίηση της ενσωμάτωσης των βελτιστοποιημένων δομών σε περιβάλλον σχεδίασης με τη βοήθεια υπολογιστή (CAD). Για το σκοπό αυτό εφαρμόζονται προσεγγίσεις επεξεργασίας εικόνας και τεχνικές παραμετρικού σχεδιασμού. Παρουσιάζονται καινοτόμα δομικά συστήματα για ψηλά κτίρια και κελύφη, που δεν μπορούν να παραχθούν με συμβατικές τεχνικές σχεδιασμού. Επιπλέον, εξετάζεται η βελτιστοποίηση δομικής τοπολογίας πλαισίου (FSTO) και εξετάζεται η απόδοση των δομικών συστημάτων υπό στατικές και δυναμικές φορτίσεις. Η συμβατική διατύπωση της ελαχιστοποίησης της συμμόρφωσης εφαρμόζεται στο εμπορικό λογισμικό SAP2000. Το διπλό πρόβλημα της ελαχιστοποίησης όγκου εκτελείται σε ένα εσωτερικό λογισμικό, που αναπτύχθηκε στα πλαίσια αυτής της έρευνας και τα τυποποιημένα χαλύβδινα μέλη υλοποιούνται μέσω ανάλυσης παλινδρόμησης. Οι περιορισμοί που επιβάλλονται από τους κανονισμούς του κώδικα σχεδιασμού εφαρμόζονται, με αποτέλεσμα βελτιστοποιημένες διατάξεις που είναι πολύ κοντά στις δομές του πραγματικού κόσμου. Ορισμένα από τα προτεινόμενα δομικά συστήματα σχεδιάζονται επίσης από εμπορικό λογισμικό, επισημαίνοντας τη σημασία του FSTO στον κατασκευαστικό κλάδο. Επιπλέον, διεξάγεται μια εκτεταμένη έρευνα βελτιστοποιημένων τοπολογικών κατασκευών υπό δυναμικές διεγέρσεις και πραγματικές συνθήκες σεισμού. Περιγράφεται διεξοδικά η κρίσιμη διαδικασία της αξιολόγησης της ανάλυσης ευαισθησίας και παρουσιάζονται καινοτόμα δομικά συστήματα για ψηλά κτίρια.

Reliability-Based Topology Optimization Considering Multicriteria Using Frame Elements

2005 ◽  
Author(s):  
Katsuya Mogami ◽  
Kazuhiro Izui ◽  
Shinji Nishiwaki ◽  
Masataka Yoshimura ◽  
Nozomu Kogiso
Keyword(s):  
Decision Making ◽  
Topology Optimization ◽  
Conceptual Design ◽  
Environmental Changes ◽  
Mechanical Design ◽  
Optimization Method ◽  
Design Stage ◽  
Design Decision ◽  
Discrete Elements ◽  
Detailed Design

Since decision-making at the conceptual design stage critically affects final design solutions at the detailed design stage, conceptual design support techniques are practically mandatory if the most efficient realization of optimal designs is desired. Topology optimization methods using discrete elements such as frame elements enable a useful understanding of the underlying mechanics principles of products, however the possibility of changing prior assumptions concerning utilization environments exists since the detailed design process starts after the completion of conceptual design decision-making. In order to avoid product performance reductions due to such later-stage environmental changes, this paper discusses a reliability-based topology optimization method that can secure specified design goals even in the face of environmental factor uncertainty. This method can optimize mechanical structures with respect to two principal characteristics, namely structural stiffness and eigen-frequency. Several examples are provided to illustrate the utility of the method presented here for mechanical design engineers.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document