Локальной оптимизации

Степень повреждаемости металла зависит от номинальной и локальной напряженности в областях дефектов. Поэтому практический интерес представляет оценка напряженного состояния и работоспособности труб при наличии в металле дефектов различного происхождения.

Уточнение напряженно-деформационного состояния (НДС), критериев предельных состояний и характеристик металла проводится с целью получения дополнительной информации об уровне номинальной и локальной напряженности с учетом фактических свойств металла, необходимой для установления механизмов повреждений и расчетов остаточного ресурса.

Степень повреждаемости металла зависит от уровня номинальной и локальной напряженности в областях дефектов. Поэтому практический интерес представляет оценка напряженного состояния и работоспособности аппарата при наличии в металле дефектов различного происхождения.

Степень повреждаемости металла зависит от уровня номинальной и локальной напряженности в областях дефектов. Поэтому практический интерес представляет оценка напряженного состояния и работоспособности труб при наличии в металле дефектов различного происхождения.

проведенного анализа локальной напряженности в области углового перехода, обусловленного смещением кромок.

Эта зависимость отражена на рис. 1.6. С увеличением отношения с/с, значение КИН, а следовательно степень локальной напряженности, монотонно возрастает. Это приводит к соответствующему монотонному снижению прочности обечаек, поскольку величина К, находится в пропорциональной зависимости от номинального напряжения.

Долговечность конструкции, особенно при циклическом нагружении, во многом определяется уровнем локальной напряженности металла. В связи с этим при изготовлении аппаратов и их элементов необходимо обеспечивать плавные сопряжения металла шва с основным металлом с целью снижения степени концентрации напряжений. В некоторых случаях для повышения работоспособности сварных соединений целесообразно применение твердых швов, металл которых обладает более высокими прочностными свойствами, чем ос-

Выявленные особенности формирования излома были аналогичны тем, что характеризовали распространение трещины в эксплуатации (см. рис. 13.37). На поверхности излома были сформированы регулярные мезолиний усталостного разрушения, шаг которых возрастал в направлении роста трещины (см. рис. 13.39). Каждая линия характеризовала момент перехода от одного блока нагружения балки к другому, а расстояние между линиями характеризовало продвижение усталостной трещины за блок приложения нагрузок. Из представленной последовательности мезолиний на рис. 13.39 видно следующее. При внешнем регулярном нагружении балки развитие трещины в локальных зонах шпангоута происходило при возрастании и убывании локальной напряженности материала в направлении роста трещины. Следовательно, в направлении роста трещины в шпангоуте происходило изменение в последовательности повреждения шпангоута у разных отверстий. Трещина возникала у одного отверстия, а затем начинала распространяться другая трещина у другого отверстия, что приводило к снижению темпа роста первоначально возникшей трещины у первого отверстия. Из этого следовало, во-первых, что блок мезолиний усталостного разрушения шпангоута в эксплуатации характеризует продвижение усталостной трещины за каждый полет вертолета. Во-вторых, что установленное число циклов нагружения шпангоута по числу мезолиний соответствует числу полетов вертолета с развивавшимися усталостными трещинами последовательно

Долговечность конструкций, например, при повторно-статическом нагружении, определяется уровнем локальной напряженности металла, поэтому при выполнении сварных соединений необходимо обеспечивать плавные сопряжения металла шва и основного металла с целью снижения концентрации напряжений. В некоторых случаях для повышения работоспособности сварных соединений целесообразно применение твердых швов, металл которых обладает

Наличие сероводорода в рабочих средах вызывает опасность хрупкого разрушения оборудования. Сероводородсодержащий продукт одновременно может вызывать все наиболее характерные виды коррозионного разрушения: общую коррозию; локализованную (язвенную) коррозию; коррозионное (сульфидное) растрескивание. Преимущественная реализация того или иного вида коррозионного разрушения зависит от свойств среды и металла, уровня номинальной и локальной напряженности и др. Коррозионные среды оказывают двоякое воздействие на металл. С одной стороны, вследствие электрохимического растворения металла происходит уменьшение поперечного сечения элемента, что способствует повышению действующих напряжений и последующему его разрушению. С другой стороны, анодное растворение металла может приводить к релаксации локальных напряжений из-за притупления вершины трещины или какого-либо другого концентратора. Причем способность к релаксации напряжений зависит от вязкопластических характеристик металла. Специфической особенностью

5.1. Снижение общей и локальной напряженности..... 473

Укажем основной принцип оптимизации: оценка целесообразности («качества») системы данного класса определяется эффективностью ее функционирования в системе более высокого класса. Например, качество ступени редуктора грузоподъемной машины следует оценивать по ее влиянию на работу всего редуктора. В свою очередь, эффективность редуктора должна оцениваться в системе более высокого класса (например, грузоподъемной машины и т. д.). Естественно, что по мере расширения класса цели оптимизации становятся более общими, приобретая для очень больших систем социальный характер (условия оптимизации комплекса машин, транспортной системы и т. д.). Однако в практических расчетах в большинстве случаев можно использовать локальную или внутреннюю оптимизацию элементов, узлов и всего изделия, которая, как правило, оказывается полезной и для глобальной оптимизации. К числу целей локальной оптимизации относятся: максимум экономичности (коэффициента полезного действия), минимум массы, минимум трудоемкости изготовления и др.

3. Методы локальной оптимизации. Эти методы успешно используются для поиска локальных экстремумов в метризованных пространствах. К сожалению, велика вероятность «застревания» текущей точки на траектории поиска вдали от глобального экстремума. Чтобы уменьшить эту вероятность, применяют поиск с запретами (tabu search), в котором запрещается переход в некоторые точки, в том числе в точки, пройденные на нескольких последних итерациях поиска. Спуск происходит в лучшую из пройденных на очередной итерации точек, даже если эта точка хуже результата предыдущей итерации. Тем самым облегчается выход из локальных экстремумов.

Преимущественное применение для решения охарактеризованного выше класса задач получили методы следующих двух групп, иногда в сочетании с методами локальной оптимизации.

Рассмотрим идею отжига применительно к методу локальной оптимизации.

При оптимизации аналогом энергии является целевая функция и для увеличения вероятности выхода из областей притяжения локальных минимумов нужно, в отличие от базового метода локальной оптимизации, разрешить переход в точки с худшим значением целевой функции с вероятностью/?, определяемой по формуле (2.1). При этом Е2иЕ{- значения целевой функции в исследуемой и принятой точках поиска, Т - параметр поиска.

Под гибридным алгоритмом понимают сочетание алгоритмов двух типов: первый тип представлен генетическим алгоритмом, ко второму типу отнесены алгоритмы локальной оптимизации, оперирующие единственной хромосомой (или популяцией хромосом, но без применения кроссовера). Поэтому гибридные алгоритмы называют также локально-генетическими.

Метод локальной оптимизации - итерационный метод оптимизации, основанный на поиске локального экстремума в ограниченной окрестности текущей точки поиска на каждой итерации и перемещении текущей точки в найденную точку локального экстремума

Разработанные в последнее время методы построения движений исполнительных органов манипуляторов [1, 2], основанные на локальной оптимизации некоторого функционала от траектории системы, сводят задачу к интегрированию системы дифференциальных уравнений, связывающих законы изменения обобщенных коор-

где HI, и2 — величины перемещений в поступательных парах, Ф — угол поворота вращательной пары, хъ xz — координаты точки С манипулятора (захвата). Используем для локальной оптимизации функционал [3, 4]

Сформулирована задача построения оптимальных (по интегральному критерию качества) законов движения манипуляторов при выполнении ими транспортных и технологических операций и показано, что ее можно свести к известным задачам вариационного исчисления. Применительно к плоскому манипулятору с тремя степенями свободы оптимальные движения построены в явном виде. Приводится сравнительный анализ оптимальных решений для транспортной и технологической операций и сопоставление этих результатов с приближенным решением, полученным методом локальной оптимизации.

Общий метод построения движений манипуляторов был предложен в работе [1], где сформулирован критерий оптимизации движения и рассмотрен вопрос построения оптимальных движений-на основе принципа локальной оптимизации. Для изучения основных свойств и особенностей предложенного метода был разработан реализующий его алгоритм и составлена программа построения движений четырехзвенного манипулятора с пятью степенями свободы [2], кинематическая схема которого приведена на рисунке. При построении оптимальных движений в [1] не учитывались возможные ограничения подвижности в кинематических парах манипулятора. Соответственно в [2] предполагалось, что все пять вращательных пар манипулятора допускают неограниченные изменения обобщенных координат (fj. Учет ограничений подвижности в кинематических парах приводит к усложнению алгоритма построения оптимальных движений манипулятора.