Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Topological optimization of trusses in Ansys software

Rafał Modzelik

Abstract

This work deals with the optimal designing of steel trusses using topological optimization of structures based on the ground structure methods. For the purpose of the present study the own algorithm leading to the uniform effort of structural material in all bars of the ground structure is developed. The code is implemented in APDL language of ANSYS system. It is verified if, and in which situations, the program looking for a structure of maximal effort of each bar allows finding the optimal truss in terms of topology, shape and cross sections areas of bars. For this purpose, the several numerical benchmark tests are solved with the same or different maximum permissible stresses in tension and compression. In addition, the influence of multiple load cases on the shape of the optimal design is investigated. The own program allows to create a parametric model of considered truss, including the material data, geometry, supports and static loading for multi-load case problems. The results of every iteration is saved to external files which then allows thorough analysis of the optimization process. Based on the present study it can be concluded that the proposed algorithm of truss topology optimization works properly only for the same permissible stresses in tension and compression.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Rafał Modzelik (FCE) Rafał Modzelik,, Faculty of Civil Engineering (FCE)
Title in Polish
Topologiczna optymalizacja kratownic w programie Ansys
Supervisor
Tomasz Grzegorz Sokół (FCE/ICE) Tomasz Grzegorz Sokół,, The Institute of Civil Engineering (FCE/ICE)Faculty of Civil Engineering (FCE)
Certifying unit
Faculty of Civil Engineering (FCE)
Affiliation unit
The Institute of Civil Engineering (FCE/ICE)
Study subject / specialization
, Budownictwo
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
07-07-2016
Issue date (year)
2016
Internal identifier
DIL-4479
Reviewers
Tomasz Grzegorz Sokół (FCE/ICE) Tomasz Grzegorz Sokół,, The Institute of Civil Engineering (FCE/ICE)Faculty of Civil Engineering (FCE) Tomasz Mariusz Łukasiak (FCE/ICE) Tomasz Mariusz Łukasiak,, The Institute of Civil Engineering (FCE/ICE)Faculty of Civil Engineering (FCE)
Keywords in Polish
optymalizacja topologiczna kratownic płaskich, metoda siatki bazowej, dobór przekrojów prętów stalowych, język APDL w programie ANSYS, projektowanie konstrukcji prętowych.
Keywords in English
topological optimization of plane trusses, ground structure method, selection of cross-section of steel bars, APDL in ANSYS software, designing of bar structures.
Abstract in Polish
W pracy omówiono zagadnienia optymalnego kształtowania stalowych kratownic z wykorzystaniem topologicznej optymalizacji konstrukcji w oparciu o metody siatek bazowych. Na potrzeby niniejszej pracy opracowano własny algorytm dążący do równomiernego wytężenia wszystkich prętów konstrukcji bazowej. Kod programu zaimplementowano w języku APDL w systemie ANSYS. Sprawdzono w jakich sytuacjach program szukający kratownicy maksymalnie wytężonej potrafi znaleźć optymalną kratownicę pod względem topologii, kształtu i przekrojów poprzecznych prętów. W tym celu rozwiązano szereg zadań zarówno dla takich samych jak i dla różnych maksymalnych dopuszczalnych naprężeń na ściskanie i rozciąganie. Dodatkowo zbadano wpływ działania kilku niezależnych przypadków obciążeń na kształt optymalnej konstrukcji. Własny program, umożliwiający parametryczne stworzenie kratownicy, pozwala na określenie danych materiałowych, geometrii, warunków podparcia oraz wielowariantowego obciążenia statycznego. Dogłębną analizę przebiegu procesu optymalizacyjnego umożliwia zapis do plików wyników kolejnych iteracji. Na podstawie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że zaproponowany w pracy algorytm topologicznej optymalizacji kratownic działa poprawnie jedynie w przypadku jednakowych dopuszczalnych naprężeń ściskających i rozciągających.
File
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 12555

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTa0eba1c0580f46ae999536e2b4a88ba6/
URN
urn:pw-repo:WUTa0eba1c0580f46ae999536e2b4a88ba6

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page