Весовая оптимизация роторов центрифуг при геометрических и прочностных ограничениях

Abstract

Розв'язується задача мінімізації маси ротора центрифуги. Змінюється його геометрія в заданих границях при обмеженні на максимальне еквівалентне напруження. Використовується квазіньютонівський метод оптимізації, для якого необхідний градієнт цільової функції та нелінійних обмежень. Лінійні обмеження враховуються шляхом зменшення кроку одновимірного пошуку. Задача аналізу розв'язується за допомогою МСЕ, використовується двовимірний осесиметричний скінченний елемент трикутного перерізу. Градієнти цільової функції на нелінійних обмежень знаходяться аналітично, без чисельного диференці-ювання. Наведений приклад.

The minimization problem for masse of rotor of centrifuge is solved. It's geometry changes in the defined limits with restriction on maximal equivalent stress. A quazi-Newton optimization method is used, for which it's necessary the gradient of the objective function and nonlinear restrictions. Linear restrictions are considered by reduction of a step of 1D search. The analysis problem is solved by FEM, 2D axisymmetrical finite element of triangular intersection is used. Gradients of the objective function and nonlinear restrictions is found analytically, without numerical differentiation. The example is presented.