Βέλτιστος σχεδιασμός δικτυωμάτων

Abstract

Στην σύγχρονη βιομηχανία ο παράγοντας κόστος αποτελεί τον βασικό άξονα στην παραγωγική διαδικασία. Με τη μέθοδο του βέλτιστου σχεδιασμού, γίνεται βελτιστοποίηση των χαρακτηριστικών μιας κατασκευής έχοντας σαν κίνητρο την ελαχιστοποίηση του κόστους μέσα πάντα σε επιτρεπτά επίπεδα ασφάλειας. Στην παρούσα διπλωματική εργασία ο βέλτιστος σχεδιασμός εφαρμόστηκε σε δικτυώματα με στόχο τη βέλτιστη επιλογή συγκεκριμένων γεωμετρικών χαρακτηριστικών, με ταυτόχρονη διατήρηση της ασφάλειας του δικτυώματος. Τα χαρακτηριστικά τα οποία επιλέχθηκαν να βελτιστοποιηθούν είναι οι τιμές των διατομών των μελών που αποτελούν το δικτύωμα και η τοπολογία των κόμβων. Το κόστος το οποίο αποτελεί την αντικειμενική συνάρτηση του προβλήματος της βελτιστοποίησης, αναφέρεται στο βάρος της κατασκευής και εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά που βελτιστοποιούνται. Γενικότερα το κόστος μιας κατασκευής εξαρτάται από διάφορους παράγοντες οικονομικής φύσεως. Στην συγκεκριμένη διπλωματική εργασία επιλέχθηκε το βάρος της κατασκευής, ως ο κυριότερος παράγοντας κόστους. Για ότι αφορά την ασφάλεια των δικτυωμάτων, αυτή εξαρτάται από τις αξονικές τάσεις και τις θλιπτικές αξονικές δυνάμεις που αναπτύσσονται στα μέλη. Τα μεγέθη αυτά δεν επιτρέπεται να ξεπερνούν το όριο διαρροής του υλικού και τα κρίσιμα φορτία λυγισμού αντίστοιχα. Η διπλωματική εργασία αποτελείται από έξι κεφάλαια τα οποία ανήκουν σε τρεις γενικότερες ενότητες. Στην πρώτη ενότητα (Κεφάλαια 1 και 2) παρουσιάζεται το γενικότερο πρόβλημα του βέλτιστου σχεδιασμού και αναπτύσσεται η θεωρία βελτιστοποίησης που χρησιμοποιείται. Στην δεύτερη ενότητα (Κεφάλαια 3, 4 και 5) συγκεκριμενοποιείται η περίπτωση η οποία εξετάζεται, διατυπώνεται το πρόβλημα του βέλτιστου σχεδιασμού δικτυωμάτων και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τη εφαρμογή της μεθόδου του βέλτιστου σχεδιασμού σε διάφορες περιπτώσεις δικτυωμάτων. Τέλος στην τρίτη ενότητα (Κεφάλαιο 6) παρατίθενται τα συμπεράσματα που προέκυψαν και οι προτάσεις για μελοντική μελέτη.