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...
Main Authors: | , |
---|---|
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 |