Performance-based multi-hazard topology optimization of wind and seismically excited structural systems

2018 ◽  
Vol 172 ◽  
pp. 573-588 ◽  
Author(s):  
Arthriya Suksuwan ◽  
Seymour M.J. Spence
Keyword(s):  
Topology Optimization ◽  
Structural Systems

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.

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 Development of biomimetic structures through topology optimization

2019 ◽  
Author(s):  
Vinicius Mizobuti ◽  
Luiz Carlos Marcos Vieira Junior
Keyword(s):  
Topology Optimization ◽  
Computer Aided Design ◽  
Architectural Design ◽  
Structural Systems ◽  
Design Tools ◽  
Optimal Solutions ◽  
Future Developments ◽  
Aided Design ◽  
2D And 3D ◽  
Biomimetic Structures

This research project proposed the use of topology optimization as a method for developing biomimetic structures while exploring and evaluating its applications in architectural design. The advancements in computer-aided design tools in recent decades made possible the implementation of computational methods in the design process, enabling the use of geometries as complex as those found in nature, which demands the proper optimization of their structural systems in order to avoid unnecessary costs. Experiments with topology optimization were conducted in multiple 2D and 3D domains, under support and loading cases inspired by nature, and the optimal solutions obtained were compared with images of existing species. The results indicates the validity of the use of topology optimization as a method for conceiving biomimetic structures and as such, its implementation in bioinspired architecture. Future developments of the research includes the implementation of the method as a tool for predicting biological evolutionary processes.

Creating Innovative and Efficient Structures and Materials

2013 ◽  
Vol 438-439 ◽  
pp. 439-444
Author(s):  
Yi Min Xie ◽  
Zhi Hao Zuo ◽  
Xiao Dong Huang ◽  
Ji Wu Tang ◽  
Xiao Ying Yang ◽  
...  
Keyword(s):  
Topology Optimization ◽  
Optimal Design ◽  
Structural Optimization ◽  
Structural Systems ◽  
Design Problems ◽  
Practical Applications ◽  
Evolutionary Structural Optimization ◽  
Recent Developments ◽  
Beso Method ◽  
Industrial Projects

Novel and efficient structural and material designs can be realized by topology optimization that is capable of maximizing the performance of structural systems under given constraints. The bi-directional evolutionary structural optimization (BESO) method has been developed into an effective tool for topology optimization of load-bearing structures and materials. The latest advances of BESO are aimed at expanding its practical applications to a wider range of structural systems on both macro and micro scales. This paper presents recent developments of BESO for optimal design problems of a variety of structural systems ranging from buildings of large scales to materials of micro scales. Selected applications are introduced to demonstrate the capability of BESO. Examples presented in this paper are based on research and industrial projects of the Centre for Innovative Structures and Materials (http://www.rmit.edu.au/research/cism) at RMIT University.

Topology Optimization of IPM Motors using Fourier Series

2017 ◽  
Vol 137 (3) ◽  
pp. 245-253
Author(s):  
Hidenori Sasaki ◽  
Hajime Igarashi
Keyword(s):  
Fourier Series ◽  
Topology Optimization
Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document