Polioptymalizacja przekryć strukturalnych z uwzględnieniem kryteriów niezawodnościowych systemów konstrukcyjnych

W pracy sformułowano zagadnienie dyskretnej wielokryterialnej optymalizacji niezawodnościowej przekryć strukturalnych. Przedstawiono podstawy teorii niezawodności oraz metody analizy probabilistycznej w odniesieniu do przestrzennych konstrukcji kratowych. Podjęto próbę oceny awaryjności przekryć prętowych w ujęciu lokalnym i globalnym. W tym celu określono parametry projektowe oraz obciążenia, których losowa zmienność wpływa znacząco na ich niezawodność. Zdefiniowano kryteria awarii konstrukcji jako funkcje opisanych zmiennych losowych. Kryteria te ujęto w wektorze funkcji celu zadania optymalizacji oraz w wektorze ograniczeń nierównościowych. Przedstawiono metodę oceny stanu bezpieczeństwa konstrukcji za pomocą analizy ścieżek zniszczenia. Rozpatrzono dwa modele materiału - sprężysty i kruchy. Przedstawione rozważania zilustrowano przykładem liczbowym dotyczącym realnej konstrukcji inżynierskiej.

In the paper the problem of discrete multicriteria reliability-based optimisation of spatial trusses is formulated. The bases of the reliability theory and methods of probabilistic analysis applied to space truss structures are presented. Local and global approach to probability of structure failure is taken into account. For that purpose design parameters and loads of high variation are determined. There are defined the criteria of failure as objective functions as well as inequality constrains in optimization problem formulation. The assumed criteria are of two types - the local ones concerning single elements of the analysed truss, and the global ones applied to the whole structure. The method of the reliability analysis by failure mode approach is introduced. Two models of materials are considered for that purpose - with ductile and brittle characteristic. As a practical application of the algorithm considered there is presented the reliability analysis of a real engineering structure.