Elements of Structural Optimization

زمینه بهینه سازی سازه هنوز یک زمینه نسبتاً جدید است که دستخوش تغییرات سریع در روش ها و تمرکز می شود. تا همین اواخر یک عدم تعادل شدید بین حجم عظیم ادبیات در مورد این موضوع و کمبود کاربردها برای مشکلات طراحی عملی وجود داشت. این عدم تعادل در حال حاضر به تدریج در حال جبران است. هنوز کمبودی در انتشارات جدید وجود ندارد، اما کاربردهای هیجان انگیز روش های بهینه سازی ساختاری در زمینه های خودروسازی، هوافضا، مهندسی عمران، طراحی ماشین آلات و سایر زمینه های مهندسی نیز وجود دارد. به عنوان یک نتیجه از سرعت رو به رشد برنامه های کاربردی، تحقیق در مورد روش های بهینه سازی ساختاری به طور فزاینده ای توسط مشکلات زندگی واقعی هدایت می شود. اکثر مهندسانی که سازه ها را طراحی می کنند از بسته های نرم افزاری همه منظوره پیچیده برای تحلیل سازه استفاده می کنند. اغلب آنها هیچ گونه دسترسی به منبع جزئیات برنامه ندارند و حتی بیشتر اوقات آنها فقط دانش اندکی از الگوریتم های تحلیل ساختاری مورد استفاده در این بسته های نرم افزاری دارند. بنابراین چالش اصلی محققان در بهینه‌سازی سازه، توسعه روش‌هایی است که برای استفاده با چنین بسته‌های نرم‌افزاری مناسب باشند. چالش اصلی دیگر، هزینه محاسباتی بالای مرتبط با تجزیه و تحلیل بسیاری از مسائل پیچیده زندگی واقعی است. در بسیاری از موارد، مهندس که وظیفه طراحی یک سازه را بر عهده دارد، نمی تواند بیش از چند بار آن را تجزیه و تحلیل کند.

The field of structural optimization is still a relatively new field undergoing rapid changes in methods and focus. Until recently there was a severe imbalance between the enormous amount of literature on the subject, and the paucity of applications to practical design problems. This imbalance is being gradually redressed now. There is still no shortage of new publications, but there are also exciting applications of the methods of structural optimizations in the automotive, aerospace, civil engineering, machine design and other engineering fields. As a result of the growing pace of applications, research into structural optimization methods is increasingly driven by real-life problems. Most engineers who design structures employ complex general-purpose software packages for structural analysis. Often they do not have any access to the source the details of program, and even more frequently they have only scant knowledge of the structural analysis algorithms used in this software packages. Therefore the major challenge faced by researchers in structural optimization is to develop methods that are suitable for use with such software packages. Another major challenge is the high computational cost associated with the analysis of many complex real-life problems. In many cases the engineer who has the task of designing a structure cannot afford to analyze it more than a handful of times.