NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU HÓA KẾT CẤU ÁP DỤNG TRONG CÁC KẾT CẤU THÉP Phạm Bá Linh – Bộ môn Kỹ thuật Xây dựng ĐẶT VẤN ĐỀ I Trong năm gần đây, vấn đề thiết kế tối ưu kết cấu công trình biển nói chung kết cấu tàu nói riêng có vai trò ý nghĩa quan trọng, nhằm mục đích xác định kích thước hợp lý kết cấu sở đảm bảo đủ bền với trọng lượng nhỏ nhất, tương ứng chi phí vật liệu thấp nhất, không cho phép giảm giá thành sản phẩm mà ảnh hưởng tốt đến tính tàu thiết kế Trong thực tế, kết cấu thân tàu thường tính dựa theo yêu cầu Quy phạm đóng tàu, nhiên công thức Quy phạm, xây dựng sở lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, phản ánh hết điều kiện nơi tàu hoạt động nên tính theo phương pháp thường phải chấp nhận tốn vật liệu tăng trọng lượng tàu thân kết cấu chưa dạng hợp lý Vì toán thiết kế tối ưu kết cấu nói chung kết cấu thân tàu nói riêng mang tính chất cấp thiết , giai đoạn nước ta bắt đầu thiết kế đóng tàu cỡ lớn Thực tế cho thấy, toán tối ưu kết cấu xuất từ lâu chủ yếu áp dụng thiết kế kết cấu thép ngành xây dựng, chưa sử dụng kết cấu tàu Không Việt Nam mà nước có công nghiệp đóng tàu phát triển giới nay, tìm thấy tài liệu công trình nghiên cứu vấn đề thiết kế kết cấu thân tàu tối ưu II TỔNG QUAN TỐI ƯU HÓA VÀ KẾT CẤU TÀU Tổng quan tối ưu hóa Trong lĩnh vực thiết kế kết cấu, nay, yêu cầu độ bền, độ cứng, độ ổn định, người thiết kế phải thiết kế kết cấu cho chi phí vật liệu nhỏ nhất, giá thành thấp nhất, trọng lượng toàn kết cấu bé nhất…Với yêu cầu vậy, việc tính toán kết cấu theo lý thuyết tối ưu cần thiết a, Các phương pháp Cho đến nay, xét sở lý luận ứng dụng tính toán, phân hai dòng phương pháp để giải toán tối ưu hóa kết cấu, lý thuyết quy hoạch toán học tiêu chuẩn tối ưu * Phương pháp quy hoạch toán học Thiết kế tối ưu kết cấu thực chất toán xác định đặc điểm hình học hợp lí kết cấu thỏa mãn số điều kiện ràng buộc đảm bảo số tiêu chuẩn đó, lớn hay bé Nói cách khác, toán thiết kế tối ưu nói chung tối ưu kết cấu tàu thủy nói riêng phát biểu sau : Tìm tập hợp giá trị X = (x1, x2, …, xn) để cho hàm số Z = f(x1, x2, …, xn) đạt cực trị (cực đại hay cực tiểu), đồng thời thỏa mãn điều kiện sau :  g1i x1 , x2 ,, xn   a1i  g 2i x1 , x2 ,, xn   a2i    g ni x1 , x2 ,, xn   ani  max  xi  xi  xi (i   n) (1.1) Trong đó, hàm Z gọi hàm mục tiêu, điều kiện (1.1) hệ ràng buộc gồm nhiều hàm ràng buộc Riêng toán toán tối ưu hóa kết cấu, hàm mục tiêu Z trọng lượng, giá thành …, hàm ràng buộc ràng buộc độ bền, độ cứng, độ ổn định điều kiện cân v v…, ximin, ximax giá trị nhỏ giá trị lớn biến thiết kế, kích thước kết cấu Khi đó, tập hợp giá trị X = (x1, x2, …, xn) thỏa mãn tất điều kiện ràng buộc gọi phương án, phương án làm hàm Z đạt cực trị (cực đại hay cực tiểu) phương án tối ưu nghiệm toán mục tiêu toán thiết kế tối ưu kết cấu tìm phương án tối ưu, tức nghiệm toán Miền tập hợp tất phương án gọi miền nghiệm hay gọi không gian biến thiết kế Bài toán mô tả gọi quy hoạch toán học, đặc điểm chung phương pháp xuất phát từ điểm X0 ban đầu miền nghiệm (D), từ tìm hướng đến nghiệm X1 tốt hơn, từ nghiệm X1 tìm tiếp tục tìm hướng đến nghiệm X2 tốt X1 đến tìm nghiệm thỏa mãn giá trị hàm Z lớn (hay nhỏ nhât) mà thỏa mãn ràng buộc dừng lại * Phương pháp tiêu chuẩn tối ưu Đây phương pháp gián tiếp dựa phương pháp nhân tử lagrange, phương pháp có ưu điểm cho kết xác, biểu diễn toán học chặt chẽ phạm vi áp dụng chủ yếu toán có hàm ràng buộc phương trình Với toán tối ưu kết cấu, hàm ràng buộc chủ yếu bất phương trình (    ) nên phương pháp áp dụng b, Phân loại toán tối ưu * Phân loại theo mức độ tuyến tính: Tùy vào hàm mục tiêu hàm ràng buộc mà người ta phân làm hai loại quy hoạch phi tuyến quy hoạc tuyến tính + Tối ưu hóa tuyến tính: Hàm Z g (hàm ràng buộc) tuyến tính thường biểu diễn dạng: ' Z  c j  *  x j   max(min) g i  a ij  *  x j   ; ;   bi ' (1.2)  x lo    x    x up  + Tối ưu hóa phi tuyến: Có hàm g Z phi tuyến * Phân loại theo số biến: + Tối ưu hóa hàm biến: có biến thiết kế + Tối ưu hóa hàm nhiều biến: có biến thiết kế * Phân loại theo điều kiện ràng buộc: + Tối ưu hóa có ràng buộc: toán có hàm mục tiêu hàm ràng buộc + Tối ưu hóa hàm nhiều biến: có hàm mục tiêu, hàm ràng buộc Thực chất toán tón tìm cực trị hàm mục tiêu * Phân loại theo tính liên tục biến thiết kế: + Biến thiết kế liên tục: biến nhiệt độ, vận tốc … + Biến thiết kế rời rạc: Biến diện tích tiết diện, biến mô men kháng uốn * Phân loại theo tính tường minh hàm ràng buộc: + Hàm ràng buộc tường minh: Có thể lập phương trình hàm ràng buộc với biến đầu vào + Hàm ràng buộc không tường minh: Không lập hàm ràng buộc tường minh với biến đầu vào c, Đặc điểm toán tối ưu hóa kết cấu Tối ưu hóa kết cấu có số đặc điểm sau: + Tính phi tuyến: Có thể tuyến tính (Bài toán dàn, khung đơn giản) đa số phi tuyến (bài toán thanh, khung, …) + Tính tường minh: Có thể tường minh (Bài toán dàn) đa số viết hàm ràng buộc tường minh + Tính đa biến: Chủ yếu tối ưu hóa hàm nhiều biến + Tính rời rạc biến: Chủ yếu biến rời rạc c, Ưu nhược điểm phương pháp tối ưu kết cấu  Phương pháp tìm kiếm trực tiếp: o Thuận lợi giải toán tối ưu rời rạc o Tối ưu toán tuyến tính lẫn phi tuyến o Không cần hàm ràng buộc tường minh o Chắc chắn tìm nghiệm tối ưu toàn miền o Tốc độ tính toán chậm, thời gian tối ưu lâu  Phương pháp đồ thị: o Chỉ tối ưu tuyến tính, toán tối đa hai biến o Tìm nghiệm tối ưu toàn miền o Phải vẽ đồ thị, tối ưu kết cấu đơn giản (bài toán dàn đơn giản) o Không thể tự động hóa trình tối ưu  Phương pháp đơn hình: cải tiến từ phương pháp đồ thị o Chỉ tối ưu tuyến tính, tối ưu hàm nhiều biến o Tìm nghiệm tối ưu toàn miền o Phải lập bảng, tối ưu kết cấu đơn giản (bài toán dàn đơn giản) o Có thể tự động hóa trình tối ưu  Phương pháp gradien: o Có thể tối ưu phi tuyến, tối ưu hàm nhiều biến o Chỉ tìm tối ưu toàn miền miền nghiệm lồi (trong toán kết cấu đa số miền ngiệm không lồi) o Độ xác tốc độ tối ưu phụ thuộc nghiệm ban đầu lựa chọn  Phương pháp nhân tử Lagrange o Có thể tối ưu phi tuyến, tối ưu hàm nhiều biến o Tìm nghiệm toàn miền o Đòi hỏi hàm phải tường minh o Độ xác tối ưu thấp  Phương pháp tuyến tính hóa o Có thể tối ưu phi tuyến, tối ưu hàm nhiều biến o Tìm nghiệm toàn miền o Đòi hỏi hàm phải tường minh o Độ xác tối ưu thấp  Phương pháp sử dụng mạng trí tuệ nhân tạo (logic mờ, di truyền) o Có thể tối ưu phi tuyến, tối ưu hàm nhiều biến o Tìm nghiệm toàn miền o Không cần hàm phải tường minh o Tốc độ tối ưu không xác định được, mang tính ngẫu nhiên Ngoài phương pháp kể trên, nhiều phương pháp chủ yếu xây dựng sở phương pháp nên ưu nhược điểm tương tự Có thể kể thêm phương pháp như: Newton, hàm phạt, hàm rào chắn …Bên cạnh đó, chưa kể đến số phương pháp dùng cho toán tối ưu biến như: Chia đôi, mặt cắt vàng, xấp xỉ bậc hai, Nelder ‐ Mead … Tổng quan kết cấu tàu Về mặt độ bền, phận kết cấu thân tàu lựa chọn bố trí cho đảm bảo độ bền chung toàn thân tàu uốn chung độ bền cục tác dụng tải trọng riêng Theo quan điểm này, toàn kết cấu thân tàu xem giống dầm tổng hợp thành mỏng, chịu tác dụng hai lực ngược chiều trọng lượng vỏ tàu với tải trọng lực đẩy nước Kết tác dụng hai hệ thống lực nói làm thân tàu bị uốn cong lên võng xuống, làm xuất mômen uốn, lực cắt gây biến dạng làm phá hủy phận kết cấu thân tàu Để đảm bảo độ bền chung độ bền cục nói trên, kết cấu hình thành nên khung xương tàu chia thành hai hệ thống sau: Hệ thống kết cấu dọc: Hệ thống kết cấu dọc gồm kết cấu bố trí dọc tàu từ mũi đến đuôi sống chính, đà dọc đáy, sống dọc mạn, sống dọc hông xà dọc boong v v… tôn đáy, tôn boong, dải tôn hông, dải tôn mép mạn, tôn mạn coi kết cấu dọc tàu Hệ thống kết cấu ngang: Hệ thống nhằm mục đích đảm bảo độ bền ngang cho kết cấu thân tàu, bao gồm kết cấu bố trí theo mặt cắt ngang thân tàu như: Sườn ngang, đà ngang đáy, xà ngang boong, xà ngang boong cụt, vách ngăn khoang,… Các phận kết cấu thân tàu liên kết với mã nối tôn hình tam giác Bài toán tính kết cấu tàu thủy: Bài toán tính kết cấu tàu thường phân thành tính độ bền chung độ bền cục  Độ bền chung: - Trước đây, tính độ toàn kết cấu thân tàu xem giống dầm tổng hợp thành mỏng, chịu tác dụng hai lực ngược chiều trọng lượng vỏ tàu với tải trọng lực đẩy nước Với quan điểm mô men uốn dọc tàu sống chính, sống phụ dọc tàu, xà dọc mạn, xà dọc boong… chịu chủ yếu Tuy nhiên thực tế tàu thường bị ổn định phá hủy tôn đáy, tôn mạn, tôn boong ….do ngày người ta quan niệm tôn kết cấu chịu mô men uốn dọc tàu - Quan điểm tính độ bền chung xét khoang tàu, hai khoang hai bên khoang đóng vai trò điều kiện biên cho khoang Nếu khoang đảm bảo độ bền chung tàu đảm bảo Việc tính độ bền chung tiến hành hai trường hợp, tàu nằm đỉnh sóng - tàu nằm đáy sóng  Độ bền cục bộ: Đây toán xác định bền kết cấu cục đà ngang, sườn mạn, xà ngang boong, …  Nghiên cứu tối ưu báo cáo tập trung vào độ bền chung tàu III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Giới thiệu tàu tối ưu Các thông số bản: LĐNTK =70,00 m L=65,25 m BMax = 10,80 m B= 10,80 m D= 5,40 m T= 4,40 m Phh=2000 T n=18 người Biển hạn chế II Chở hàng rời Mặt cắt ngang: Mặt cắt ngang điển hình tàu hình Xây dựng mục tiêu, hàm ràng buộc Chọn biến thiết kế: Các biến thiết kế gồm: o Bề dày tôn trong, tôn ngoài: tt,tn o Bề dày sống dọc đáy phụ: tsc,tsp o Bề dày, chiều cao bụng xà dọc mạn: tb,hb o Bề dày, chiều rộng cánh xà dọc mạn: tc,hc Trong nghiên cứu chấp nhận chiều cao sống dọc đáy, kích thước xà dọc boong thông số cố định để đảm bảo kích thước khoang hàng, đảm bảo khả chuyên chở tàu Riêng bề dày tôn boong kết cấu mạn tàu xem bất biến đưa vào nhiều biến thiết kế, làm toán tối ưu cồng kềnh thời gian xử lý tối ưu lớn Trong tương lai, máy tính có tốc độ xử lý cao đưa biến vào trình tính tối ưu Xây dựng bảng tiết diện: Các biến thiết kế nhận giá trị mà phụ thuộc vào kích thước thép dung để chế tạo đảm bảo tính khả thi thi công tàu Trên sở khảo sát mẫu tàu, nghiên cứu xây dựng bảng tiết diện sau: Bảng 1: Bảng tiết diện tôn vỏ TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 tn (mm) tt (mm) 10 11 12 13 14 15 16 10 11 12 13 14 15 16 10 8 8 8 8 9 9 9 9 10 S1 (mm2) TT 253578.4 274475.7 295373 316270.3 337167.6 358064.9 378962.2 399859.5 420756.8 285257.7 306153 327048.3 347943.6 368838.9 389734.2 410629.5 431524.8 316933 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 tn (mm) tt (mm) 16 11 12 13 14 15 16 12 13 14 15 16 13 14 15 16 14 15 S1 (mm2) 10 11 11 11 11 11 11 12 12 12 12 12 13 13 13 13 14 14 442292.8 348604.3 369495.6 390386.9 411278.2 432169.5 453060.8 380271.6 401160.9 422050.2 442939.5 463828.8 411934.9 432822.2 453709.5 474596.8 443594.2 464479.5 19 20 21 22 23 11 12 13 14 15 10 10 10 10 10 337826.3 358719.6 379612.9 400506.2 421399.5 42 43 44 45 16 15 16 16 14 15 15 16 485364.8 475249.5 496132.8 506900.8 Bảng 2: Bảng tiết diện sống dọc đáy TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 tsc (mm) 10 11 12 13 14 15 16 10 11 12 13 14 15 16 10 11 12 13 14 15 tsp (mm) 8 8 8 8 9 9 9 9 10 10 10 10 10 10 h 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 S2 (mm2 30000 30750 31500 32250 33000 33750 34500 35250 36000 33750 34500 35250 36000 36750 37500 38250 39000 37500 38250 39000 39750 40500 41250 TT 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 tsc (mm) 16 11 12 13 14 15 16 12 13 14 15 16 13 14 15 16 14 15 16 15 16 16 tsp (mm) 10 11 11 11 11 11 11 12 12 12 12 12 13 13 13 13 14 14 14 15 15 16 h 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 750 S2 (mm2 42000 41250 42000 42750 43500 44250 45000 45000 45750 46500 47250 48000 48750 49500 50250 51000 52500 53250 54000 56250 57000 60000 Bảng 3: Bảng tiết diện xà dọc mạn TT tb (mm) hb (mm 8 8 10 10 tc (mm) 200 200 200 250 250 200 200 200 hc (mm 10 8 10 10 10 12 10 50 50 100 50 50 50 100 50 S3 (mm2) 8000 8400 9600 9600 10000 10000 10400 10400 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 8 10 10 10 8 10 8 10 10 8 10 10 8 8 10 10 10 10 10 8 10 10 10 8 8 10 10 10 10 200 250 250 200 250 200 250 250 300 200 300 250 200 250 250 300 250 200 300 250 300 350 250 300 300 300 350 250 300 300 250 300 350 350 350 300 300 250 300 300 350 350 8 10 10 10 10 12 8 12 10 10 10 10 8 12 12 10 10 8 10 10 12 12 10 12 10 10 10 12 12 12 12 10 12 10 10 10 10 11 150 100 100 100 50 150 50 150 100 100 100 150 150 100 200 150 100 150 150 200 200 150 150 100 100 150 150 150 250 200 200 150 150 200 250 200 250 200 250 200 150 200 11200 11200 12000 12000 12000 12400 12400 12800 12800 12800 13600 14000 14000 14000 14400 14400 14800 15200 15600 16000 16000 16000 16000 16000 16800 19200 17200 17200 17600 17600 18000 18000 21200 20800 23200 19200 19600 19600 22000 20000 20000 19200 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 8 8 8 8 8 350 350 300 350 350 350 350 350 350 350 10 10 12 12 12 12 12 12 12 12 250 300 250 300 350 400 450 500 550 600 21200 23200 21600 25600 28000 30400 32800 35200 37600 40000 Xây dựng hàm mục tiêu: Hàm mục tiêu lựa chọn nghiên cứu hàm mục tiệu trọng lượng, vật liệu làm tàu đồng kích thước theo chiều dài tàu tiết diện tối ưu nên hàm mục tiêu quy thành hàm tiết diện Có nghĩa toán tối ưu nhằm mục đích tìm tiết diện mặt cắt ngang nhỏ sở thỏa mãn điều kiện ràng buộc Do hàm mục tiêu xây dựng là: S= [20913.3*tn+(10800-2*tn)*tt]+[tsc*h+4*tsp*h]+[4*(tb*hb+tc*hc)] Hàm mục tiêu tính diện tích phần tôn vỏ trong, ngoài, sống chính, sống phụ xà dọc mạn Các phần diện tích tôn boong, xà dọc boong …không tính đến không tối ưu phần Xây dựng hàm ràng buộc: Hàm ràng buộc nghiên cứu ràng buộc độ bền, độ cứng, độ ổn định, biến dạng ….Trong trình phân tích kết cấu tàu, điều kiện xét tới tổng hợp thành điều kiện momen mà mặt cắt ngang tàu chịu nhỏ lớn momen theo quy phạm quy định Với hai trường hợp tàu nằm đỉnh sóng nằm đáy sóng ta có hai hàm ràng buộc sau: Mhog=>[Mhog]=0,2237e+12 (N.mm) Msag=>[Msag]= 0,1779e+12 (N.mm) Khi hai điều kiện đảm bảo đồng nghĩa với ràng buộc độ bền, độ cứng, đổ ổn đinh, biến dạng đảm bảo Xây dựng phương pháp tối ưu: Với phân tích ưu nhược điểm phương pháp tối ưu II.1.c, nghiên cứu nhận thấy với toán tối ưu kết cấu tàu có phương pháp tìm kiếm trực tiếp thỏa mãn yêu cầu toán Tuy nhiên với đặc điểm tốc độ tối ưu chậm, khối lượng tính toán lớn, thời gian tối ưu lớn việc cải tiến phương pháp trở thành có ý nghĩa lớn 12 Trên sở phương pháp tìm kiếm trực tiếp, nghiên cứu cải tiến cách kết hợp với phương pháp chia đôi (vốn dùng cho hàm biến biến liên tục) để tăng tốc độ tối ưu Phương pháp tạm đặt tên “phương pháp khe hẹp” Bên cạnh đó, nghiên cứu cải tiến cách kết hợp với phương pháp mặt cắt vàng (cũng dùng cho hàm biến biến liên tục) để tăng tốc độ tối ưu Phương pháp tạm đặt tên “phương pháp khe hẹp vàng” Các chương trình tính tối ưu viết ngôn ngữ Matlab, thuật toán codes chương trình trình bày phần phụ lục Kết tính tối ưu: Nghiên cứu tính toán tối ưu theo phương pháp trực tiếp hai phương pháp cải tiến để so sánh tốc độ hội tụ, tốc độ tối ưu toán Với phương pháp tìm kiếm trực tiếp, tìm nghiệm tối ưu tổng thể, hai phương pháp cải tiến nhằm sau tính toán nghiệm tối ưu so sánh với nghiệm tối ưu phương pháp trực tiếp tìm để xác minh tính đắn phương pháp Kết tối ưu ba phương pháp sau: Bảng 4: So sánh kết tối ưu theo phương pháp TT tn (mm) tt (mm) tsc (mm tsp (mm tb (mm) hb (mm) tc (mm) hc (mm) S (mm2) Mhog (N.mm) [2.237e+11] Msag (N.mm) [1.779e+11] Số lần tính kêt cấu N Tỷ lệ giảm (%) PP trực tiếp 9 16 13 200 10 150 348658 2.434E+11 1.89E+11 121503 PP Khe hẹp 9 16 13 200 10 150 348658 2.43E+11 1.89E+11 4527 96.27 PP Khe hẹp vàng 9 16 13 200 10 150 348658 2.43E+11 1.89E+11 3852 96.83 Có thể thấy, phương pháp cải tiến cho nghiệm tối ưu khớp hoàn toàn với phương pháp tìm kiếm trực tiếp Momen tiết diện tàu nằm đỉnh sóng đáy sóng thỏa mãn lớn momen quy phạm quy định Với phương pháp khe hẹp, số lần phân tích kết cấu giảm xuống 96,27%, với phương pháp khe hẹp vàng, kết ấn tượng giảm đến 96,83 số lần tính IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Việc cải tiến phương pháp tìm kiếm trực tiếp cho phép tìm xác nghiệm tối ưu đưa lại tốc độ tối ưu tăng rõ rệt, nên áp dụng phương pháp khe hẹp vàng cho tốc độ tối ưu cao 13 Tiếp tục nghiên cứu phương pháp sử dụng mạng trí tuệ nhân tạo (vốn tối ưu cho biến liên tục) cải tiến để áp dụng cho toán tối ưu này, từ so sánh tốc độ tối ưu độ xác tối ưu TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Nguyễn Viết Trung (2003), Thiết kế tối ưu, Nhà xuất Xây Dựng GS.TSKH Võ Như Cầu (2003), Tính kết cấu theo phương pháp tối ưu, Nhà xuất Xây Dựng GS.TSKH Võ Như Cầu (2005), Tính kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn, Nhà xuất Xây Dựng Lê Xuân Huỳnh (2005), Tính toán kết cấu theo lý thuyết tối ưu, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Uri Kirsch (), Optimum structural design, McGraw – Hill Book Company, New York, USA Garret N Vanderplaats (), Numerical optimization techniques for engineering design, McGraw – Hill Book Company, New York, USA 14 PHỤ LỤC PP trực tiếp: clear all %Xoa cac bien truoc day clc % Xoa man hinh format short tietdien N=0; DK=0; %Kiem Tra TD be nhat disp('KIEM TRA VOI TIET DIEN BE NHAT') disp('================================================================== =') TV=1; SDD=1; XDM=1; taobienthietke phantichketcau if DK==1; disp('chon cac tiet dien be nhat bang') break else DK=0; disp('KHONG DAT') end Tieptuc=input('An phim bat ky de tiep tuc'); disp('================================================================== =') %Kiem Tra TD lon nhat disp('KIEM TRA VOI TIET DIEN LON NHAT') disp('================================================================== =') TV=45; SDD=45; XDM=60; taobienthietke phantichketcau if DK==1; disp('TIET DIEN THOA MAN') else DK=0; disp('KHONG DAT VOI TIET DIEN LON NHAT') break end Tieptuc=input('An phim bat ky de tiep tuc'); disp('================================================================== =') disp('TINH TOI UU THEO PHUONG PHAP TRUC TIEP') Smin=10^100; for TV=1:45 for SDD=1:45 for XDM=1:60; taobienthietke phantichketcau if DK==1; Stt=BTV(TV,4)+BSDD(SDD,5)+BXDM(XDM,6); if Stt[...]...Trên cơ sở phương pháp tìm kiếm trực tiếp, nghiên cứu đã cải tiến bằng cách kết hợp với phương pháp chia đôi (vốn chỉ dùng cho hàm 1 biến và biến liên tục) để tăng tốc độ tối ưu Phương pháp này tạm đặt tên là phương pháp khe hẹp” Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng đã cải tiến bằng cách kết hợp với phương pháp mặt cắt vàng (cũng chỉ dùng cho hàm 1 biến và biến liên tục) để tăng tốc độ tối ưu Phương pháp này... tiến phương pháp tìm kiếm trực tiếp cho phép tìm được chính xác nghiệm tối ưu và đưa lại tốc độ tối ưu tăng rõ rệt, nên áp dụng phương pháp khe hẹp vàng vì cho tốc độ tối ưu cao hơn 13 Tiếp tục nghiên cứu các phương pháp sử dụng mạng trí tuệ nhân tạo (vốn tối ưu cho biến liên tục) và cải tiến để có thể áp dụng cho bài toán tối ưu này, từ đó so sánh tốc độ tối ưu cũng như độ chính xác tối ưu TÀI LIỆU... phương pháp khe hẹp vàng” Các chương trình tính tối ưu được viết bằng ngôn ngữ Matlab, thuật toán và codes của các chương trình được trình bày trong phần phụ lục 6 Kết quả tính tối ưu: Nghiên cứu đã tính toán tối ưu theo phương pháp trực tiếp và hai phương pháp cải tiến để so sánh tốc độ hội tụ, tốc độ tối ưu của bài toán Với phương pháp tìm kiếm trực tiếp, luôn tìm ra nghiệm tối ưu tổng thể, hai phương. .. phương pháp cải tiến nhằm sau khi tính toán ra nghiệm tối ưu sẽ so sánh với nghiệm tối ưu do phương pháp trực tiếp tìm được để xác minh tính đúng đắn của phương pháp Kết quả tối ưu của cả ba phương pháp như sau: Bảng 4: So sánh kết quả tối ưu theo các phương pháp TT tn (mm) tt (mm) tsc (mm tsp (mm tb (mm) hb (mm) tc (mm) hc (mm) S (mm2) Mhog (N.mm) [2.237e+11] Msag (N.mm) [1.779e+11] Số lần tính kêt cấu. .. thấy, các phương pháp cải tiến đều cho ra nghiệm tối ưu khớp hoàn toàn với phương pháp tìm kiếm trực tiếp Momen tiết diện khi tàu nằm trên đỉnh sóng và ở đáy sóng đều thỏa mãn lớn hơn momen quy phạm quy định Với phương pháp khe hẹp, số lần phân tích kết cấu giảm xuống 96,27%, với phương pháp khe hẹp vàng, kết quả còn ấn tượng hơn khi giảm đến 96,83 số lần tính IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Việc cải tiến phương. .. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 PGS.TS Nguyễn Viết Trung (2003), Thiết kế tối ưu, Nhà xuất bản Xây Dựng 2 GS.TSKH Võ Như Cầu (2003), Tính kết cấu theo phương pháp tối ưu, Nhà xuất bản Xây Dựng 3 GS.TSKH Võ Như Cầu (2005), Tính kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn, Nhà xuất bản Xây Dựng 4 Lê Xuân Huỳnh (2005), Tính toán kết cấu theo lý thuyết tối ưu, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 5 Uri Kirsch (), Optimum... disp('KIEM TRA VOI TIET DIEN BE NHAT') disp('================================================================== =') TV=1; SDD=1; XDM=1; taobienthietke phantichketcau if DK==1; disp('chon cac tiet dien be nhat trong bang') break else DK=0; disp('KHONG DAT') end Tieptuc=input('An phim bat ky de tiep tuc'); disp('================================================================== =') %Kiem Tra TD lon nhat disp('KIEM ... [2.237e+11] Msag (N.mm) [1.7 79e+11] Số lần tính kêt cấu N Tỷ lệ giảm (%) PP trực tiếp 9 16 13 200 10 150 348658 2.434E+11 1.8 9E+11 121503 PP Khe hẹp 9 16 13 200 10 150 348658 2.43E+11 1.8 9E+11 4527 96.27... a2i    g ni x1 , x2 ,, xn   ani  max  xi  xi  xi (i   n) (1.1 ) Trong đó, hàm Z gọi hàm mục tiêu, điều kiện (1.1 ) hệ ràng buộc gồm nhiều hàm ràng buộc Riêng toán toán tối ưu hóa kết... thủy: Bài toán tính kết cấu tàu thường phân thành tính độ bền chung độ bền cục  Độ bền chung: - Trước đây, tính độ toàn kết cấu thân tàu xem giống dầm tổng hợp thành mỏng, chịu tác dụng hai