Abstract
<jats:p>Представленная работа посвящена разработке методики автоматизированного определения оптимальных конструктивных характеристик опор постоянного усилия конструкции Witzenmann для технологических трубопроводов. Для решения данной задачи используется программный комплекс многокритериальной многопараметрической оптимизации IOSO NM. В статье определена постановка задачи оптимизации, изложена процедура расчета опор и приведены результаты расчетов, выполненных в среде IOSO NM. Методика расчета опоры охватывает комплексное моделирование ее функционирования под воздействием нагрузок, включая анализ упругих свойств пружинных элементов и других составляющих конструкции. Отдельное внимание уделено формированию целевых функций и ограничений, которые адекватно отражают как технические, так и эксплуатационные требования. В качестве переменных, подлежащих оптимизации, рассматриваются геометрические размеры, характеристики используемых пружин и прочие факторы, оказывающие влияние на итоговую эффективность и надежность опор. Для проведения исследований и оценки эффективности предлагаемой методики автоматизированного расчета оптимальных параметров был выбран один из вариантов опоры, соответствующий опоре KVS 8.250.12 из каталога компании Witzenmann. Масса данной опоры составляет 90 кг, значительная часть которой приходится на массу пружины. Отклонение усилия в опоре от веса трубопровода гарантируется компанией в пределах 2 %. В результате решения оптимизационной задачи получен улучшенный вариант конструкции опоры, обеспечивающий точность поддержанияусилия в пределах 0,84 % при массе пружины 27,3 кг. Авторы дают рекомендации по установке первоначальных значений оптимизируемых параметров и накладываемых ограничений. Сформулированные выводы могут служит основой для грамотного подбора параметров, критериев и ограничений при автоматизированном проектировании опор постоянного усилия.</jats:p> <jats:p>The paper considers the development of a procedure for automated determination of optimal design characteristics for Witzenmann constant load supports for process pipelines. The IOSO NM software package for multi-criteria multi-parameter optimizationis used to solve this problem. The paper states the optimization objective, describes the procedure for calculating supports and presents the results of calculations in the IOSO NM environment. The procedure for the support calculation covers comprehensive modeling of its operation under the influence of loads, including an analysis of the elastic properties of spring elements and other structural components. Particular attention is paid to the formation of target functions and constraints that adequately reflect both technical and operational requirements. The variables to be optimized include geometric dimensions, characteristics of the springs used, and other factors influencing the overall efficiency and reliability of the supports. For studying and evaluating the efficiency of the proposed method for automated calculation of optimal parameters, one of the support options was selected, corresponding to the KVS 8.250.12 support from the Witzenmann catalog. The weight of this support is 90 kg, a significant part of which is the spring weight. The company guarantees that the load deviation in the support due to the pipeline weight remains within 2 %. As a result of solving the optimization problem, an improved support design version was obtained, ensuring a load maintenance accuracy within 0.84 % with a spring weight of 27.3 kg. The authors provide recommendations for setting the initial values of the optimized parameters and imposed constraints. The formulated conclusions can serve as a basis for the competent selection of parameters, criteria and limitations in automated designing constant load supports.</jats:p>