Введение к работе
Актуальность темы. В центре практической деятельности СССР и Федеративной Республики Нигерии находятся вопросы строительства и реконструкции различных объектов с использованием решетчатых металлоконструкций. В последние годы наблюдается рост применения решетчатых конструкций б промышленном строительстве этих стран.
В практике проектирования строительных и других металлоконструкций применяются методы оптимального проектирования на основе специализированных математических моделей. Однако в условиях производства подобных конструкций разработка рабочих чертежей осуществляется традиционными методами. При этом уровень и эффективность конструкторских решений полностью зависит от квалификации и опыта конструктора. В результате завышается металлоемкость, расход" сварочных материалов, допускаются ошибки в параметрах, не учитывается технологичность конструкций, в некоторых случаях не обеспечивается несущая способность.
Исследования, разработка и внедрение методов оптимизации сварных фасоночных узлов при автоматизации рабочего проектирования на ЭВМ составляют существенный резерв снижения материалоемкости и стоимости решетчатых металлоконструкций и определяют актуальность диссертационной работы.
Цель работы. Создание математических моделей оптимизации и методов автоматизации расчета и конструирования сварных'фасоночных узлов плоских решетчатых конструкций на основе теоретического исследования функций стоимости этих узлов и разработки эффективных алгоритмов и мето'дик расчета оптимальных параметров проектирования для САПР НМД.
Научная новизна: ' ч
разработаны оптимизационные модели сварных фасоночных соединений для ортогонального и неортогонального сопряжения элементов решетчатых конструкций с критерием оптимизации в виде суммарной стоимости сварного шва и соединяющей фасонки и ограничениями, отражающими прочностные, конструктивные и технологические характеристики угловых швов;
показано, что зависимости стоимости сварного соединения от длины и катета сварного шва является экстермальной функцией
с точкой минимума, зависящей от соотношения цен основного и сварочного материалов и трудоемкости сварочных работ;
разработана математическая модель и методика формализации геометрических схем и узлов решетчатых конструкций и определены основные переменные проектирования сварных фасоночных узлов;
разработаны математические модели сварных узлов с фасон-ками произвольной формы (от прямоугольника до выпуклого многоугольника) в виде разомкнутой системы уравнений и неравенств;
сформирован новый подход к расчету и оптимизации сварных фасоночных узлов решетчатых конструкций путем преобразования задачи поиска условного экстремума в решение замкнутой системы алгебраических уравнений.
Предмет защиты:.
математические модели оптимизации сварных фасоночных соединений элементов решетчатых конструкций;
методика расчета оптимальных сварных соединений на угловых швах;
методика формализации геометрических схем и узлов решетчатых конструкций;
математические модели оптимизации сварных фасоночных узлов решетчатых конструкций;
методика расчета оптимальных по стоимости сварных фасоночных узлов с соединениями на угловых швах;
Практическая ценность. Разработана методика расчета на ЭВМ оптимальных по стоимости сварных фасоночных узлов решетчатых конструкций с учетом всех требований СНиП Н-23-81х. Применение предложенной автором методики в рамках САПР КМД решетчатых конструкций позволяет снизить стоимость узлов на 10-15 при использовании прямоугольной фасонки и до 20 при использовании произвольной фасонки в форме выпуклого многоугольника.
Апробация работы и публикации. Основные результаты работы доложены на 51-й научно-практической конференции КИСИ в 1990 г. и на международной конференции "Сварные конструкции", посвященной 120-летию Е.О.Патона в 1990 г. По материалам диссертации опубликованы три печатные работы.
Объем работы. Диссертация состоит из введения,' четырех глав, общих выводов и списка литературы из 120 наименований; изложена на 148 страницах машинописного текста, иллюстрирована 58 рисунками и 8 таблицами.
3.