Global optimization of trusses with a modified genetic algorithm

In this paper, a technology enabling the optimization of the topology of truss or frame structures with genetic algorithms is presented. It has been shown that due to a huge number of possible variants the global solution of similar problems with exhaustive search algorithms is feasible only for sys...

Full description

Bibliographic Details
Main Authors: Dmitrij Šešok, Rimantas Belevičius
Format: Article
Language:English
Published: Vilnius Gediminas Technical University 2008-09-01
Series:Journal of Civil Engineering and Management
Subjects:
Online Access:https://journals.vgtu.lt/index.php/JCEM/article/view/6833
_version_ 1831647925579546624
author Dmitrij Šešok
Rimantas Belevičius
author_facet Dmitrij Šešok
Rimantas Belevičius
author_sort Dmitrij Šešok
collection DOAJ
description In this paper, a technology enabling the optimization of the topology of truss or frame structures with genetic algorithms is presented. It has been shown that due to a huge number of possible variants the global solution of similar problems with exhaustive search algorithms is feasible only for systems possessing small numbers of d.o.f. s (usually until 10 nodes). These problems can be solved in a reasonable time by genetic algorithms. The modified genetic algorithm for optimization of topology of truss systems is suggested, where the repair of the genotype, instead of some constraint is used. The solution of numerical examples with original software illustrates the efficiency of proposed technology; the global solutions are obtained in all cases. Santrauka Straipsnyje aprašyta technologija, kuri leidžia optimizuoti strypinių sistemų (santvarų) topologiją genetiniais algoritmais. Parodyta, kad dėl milžiniško galimų variantų skaičiaus globalaus sprendinio radimas perrinkimo algoritmais tokio tipo uždaviniams yra įmanomas tik sistemoms su mažu laisvės laipsnių skaičiumi (paprastai iki 10 mazgų). Tokios klasės uždaviniai gali būti išspręsti per priimtiną laiką genetiniais algoritmais. Strypinių sistemų topologijai optimizuoti yra pasiūlytas modifikuotas genetinis algoritmas, kuriame vietoje papildomų apribojimų naudota genotipo išgryninimo operacija. Skaitinių pavyzdžių sprendimas su originalia programine įranga rodo pateiktos technologijos efektyvumą. Visais atvejais gaunamas globalus sprendinys. First Published Online: 14 Oct 2010 Reikšminiai žodžiai: genetiniai algoritmai, strypinės sistemos, globalioji optimizacija, baigtinių elementų metodas.
first_indexed 2024-12-19T14:23:02Z
format Article
id doaj.art-fad24ef3e95e427494ef9aa611ace6bc
institution Directory Open Access Journal
issn 1392-3730
1822-3605
language English
last_indexed 2024-12-19T14:23:02Z
publishDate 2008-09-01
publisher Vilnius Gediminas Technical University
record_format Article
series Journal of Civil Engineering and Management
spelling doaj.art-fad24ef3e95e427494ef9aa611ace6bc2022-12-21T20:17:43ZengVilnius Gediminas Technical UniversityJournal of Civil Engineering and Management1392-37301822-36052008-09-0114310.3846/1392-3730.2008.14.10Global optimization of trusses with a modified genetic algorithmDmitrij Šešok0Rimantas Belevičius1Dept of Engineering Mechanics, Vilnius Gediminas Technical University, Saulėtekio al. 11, 10223 Vilnius, LithuaniaDept of Engineering Mechanics, Vilnius Gediminas Technical University, Saulėtekio al. 11, 10223 Vilnius, LithuaniaIn this paper, a technology enabling the optimization of the topology of truss or frame structures with genetic algorithms is presented. It has been shown that due to a huge number of possible variants the global solution of similar problems with exhaustive search algorithms is feasible only for systems possessing small numbers of d.o.f. s (usually until 10 nodes). These problems can be solved in a reasonable time by genetic algorithms. The modified genetic algorithm for optimization of topology of truss systems is suggested, where the repair of the genotype, instead of some constraint is used. The solution of numerical examples with original software illustrates the efficiency of proposed technology; the global solutions are obtained in all cases. Santrauka Straipsnyje aprašyta technologija, kuri leidžia optimizuoti strypinių sistemų (santvarų) topologiją genetiniais algoritmais. Parodyta, kad dėl milžiniško galimų variantų skaičiaus globalaus sprendinio radimas perrinkimo algoritmais tokio tipo uždaviniams yra įmanomas tik sistemoms su mažu laisvės laipsnių skaičiumi (paprastai iki 10 mazgų). Tokios klasės uždaviniai gali būti išspręsti per priimtiną laiką genetiniais algoritmais. Strypinių sistemų topologijai optimizuoti yra pasiūlytas modifikuotas genetinis algoritmas, kuriame vietoje papildomų apribojimų naudota genotipo išgryninimo operacija. Skaitinių pavyzdžių sprendimas su originalia programine įranga rodo pateiktos technologijos efektyvumą. Visais atvejais gaunamas globalus sprendinys. First Published Online: 14 Oct 2010 Reikšminiai žodžiai: genetiniai algoritmai, strypinės sistemos, globalioji optimizacija, baigtinių elementų metodas.https://journals.vgtu.lt/index.php/JCEM/article/view/6833genetic algorithmstruss structuresglobal optimizationfinite element method
spellingShingle Dmitrij Šešok
Rimantas Belevičius
Global optimization of trusses with a modified genetic algorithm
Journal of Civil Engineering and Management
genetic algorithms
truss structures
global optimization
finite element method
title Global optimization of trusses with a modified genetic algorithm
title_full Global optimization of trusses with a modified genetic algorithm
title_fullStr Global optimization of trusses with a modified genetic algorithm
title_full_unstemmed Global optimization of trusses with a modified genetic algorithm
title_short Global optimization of trusses with a modified genetic algorithm
title_sort global optimization of trusses with a modified genetic algorithm
topic genetic algorithms
truss structures
global optimization
finite element method
url https://journals.vgtu.lt/index.php/JCEM/article/view/6833
work_keys_str_mv AT dmitrijsesok globaloptimizationoftrusseswithamodifiedgeneticalgorithm
AT rimantasbelevicius globaloptimizationoftrusseswithamodifiedgeneticalgorithm