Главная Архив номеров Вестник МГСУ 2018/11 Эвристический подход к решению двухкритериальной задачи оптимизации композиционных материалов

СТРОИТЕЛЬНОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Эвристический подход к решению двухкритериальной задачи оптимизации композиционных материалов

  • Афонин Виктор Васильевич - Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева (МГУ им. Н.П. Огарева) кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры автоматизированных систем обработки информации и управления, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева (МГУ им. Н.П. Огарева), 430005, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68; Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .
  • Ерофеева Ирина Владимировна - Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (НИИСФ РААСН) младший научный сотрудник, Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (НИИСФ РААСН), 127238, г. Москва, Локомотивный пр., д. 21; Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .
  • Федорцов Владислав Анатольевич - Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (МГУ им. Н.П. Огарева) аспирант, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (МГУ им. Н.П. Огарева), 430005, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68; Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .
  • Емельянов Денис Владимирович - Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (МГУ им. Н.П. Огарева) кандидат технических наук, доцент кафедры строительных материалов и технологий, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (МГУ им. Н.П. Огарева), 430005, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68; Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .
  • Подживотов Николай Юрьевич - Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов (ВИАМ) кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории прочности и надежности материалов воздушного судна, Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов (ВИАМ), 105055, г. Москва, ул. Радио, д. 17; Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .

Страницы 1357-1366

Введение. Предложен подход к оптимальному выбору материалов, в частности, композиционных. Актуальной задачей современного материаловедения является разработка эффективных композиционных материалов, которая сопряжена с многочисленными научными исследованиями в этой области и поиском материалов с определенными добавками с целью получения необходимых свойств. Прежде всего, это показатель твердости композиционного материала. Материалы и методы. Традиционно исследуются различные составы и анализируются значения свойств, а результаты экспериментов обрабатываются различными способами. Многокритериальная оптимизация занимает особое место в теории оптимизации объектов, к которым можно отнести композиционные материалы, в частности бетоны с различными добавками. Для этого необходимо сформулировать многокритериальную задачу оптимальности, в частности двухкритериальную задачу минимизации. Результаты. Рассмотрены два эвристических критерия оптимизации, по которым сформирован векторный критерий, позволяющий при его минимизации осуществлять отбор композиционных материалов по экспериментальным данным. Векторный критерий связывает между собой изменение исследуемых свойств композиционного материала с одновременным предпочтением выбора того состава, который оптимизирует заданный критерий оптимальности. В основе построения оптимизационной схемы выбора материалов лежит кусочно-линейная аппроксимация результатов испытаний, позволяющая определить скалярные критерии, на основе которых конструируется векторный критерий оптимизации. Для демонстрации двухкритериальной оптимизации рассмотрены результаты экспериментов для цементных композитов, экспонированных в условиях циклического воздействия отрицательных и положительных температур. Произведен поиск оптимального состава по показателю твердости от времени экспонирования. Выводы. Предложенный подход оптимального выбора материалов, в частности композиционных материалов, может быть опробован на больших количествах испытуемых образцов или для автоматизации вычислений. Данный подход носит определенный эвристический характер. Но практическая значимость его подтверждается экспертной оценкой качества композиционных материалов в силу существующих методов оценки материалов, например, по показателю изменения его твердости.

DOI: 10.22227/1997-0935.2018.11.1357-1366

Библиографический список
  1. Лотов А.В., Поспелова И.И. Многокритериальные задачи принятия решений. М. : МАКС Пресс, 2008. 197 с.
  2. Губайдуллин И.М., Карпенко А.П., Нурисламова Л.Ф., Савелов А.С. Двухкритериальная идентификация кинетических параметров реакции гидроалюминирования олефинов алкилаланами // Наука и образование. 2013. № 12. С. 1-26. URL: http://technomag.edu.ru/issue/604064.html (дата обращения: 18.07.2018). DOI: 10.7463/1213.0645511
  3. Белолипецкий А.А., Малинина Е.А. Численное решение двухкритериальной задачи оптимизации формы канала при движении по нему шара // Прикладная Математика и информатика. Сер. : Труды факультета ВМК МГУ им. М.В. Ломоносова. 2015. Т. 48. С. 13-26.
  4. Грошев С.В., Карпенко А.П., Остроушко В.А. Комбинированный метод визуализации фронта Парето в задаче многокритериальной оптимизации, основанный на диагональном пересчете гиперпространства // Наука и образование. 2016. № 8. С. 150-164. URL: http://technomag.edu.ru/issue/842881.html (дата обращения: 18.07.2018). DOI: 10.7463/0816.0844030
  5. Грошев С.В., Карпенко А.П., Мартынюк В.А. Эффективность популяционных алгоритмов Парето-аппроксимации. Экспериментальное сравнение // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ». 2016. Т. 8. № 4. URL: http://naukovedenie.ru/PDF/67EVN416.pdf DOI: 10.15862/67EVN416
  6. Карпенко Н.И., Ерышев В.А., Латышева Е.В. Методика расчета параметров деформирования бетона при разгрузке с напряжений сжатия // Вестник МГСУ. 2014. № 3. С. 168-178. DOI: 10.22227/1997-0935.2014.3.168-178
  7. Turusov R.A., Kuperman A.M., Yakhontova E.R. Regular composite // Polymer Science, Series D. 2014. Vol. 7. Issue 1. Pp. 9-13. DOI: 10.1134/S1995421213030246
  8. Федорцов А.П. Физико-химическое сопротивление строительных композитов и способы его повышения. Саранск : Изд-во Мордовского университета, 2015. 462 с.
  9. Ерофеев В.Т., Афонин В.В., Черушова Н.В., Зоткина М.М., Митина Е.А., Зоткин В.Б., Ерофеева И.В. Методы и алгоритмы оценки качества поверхности строительных изделий и конструкций // Фундаментальные исследования. 2016. № 4-1. С. 33-40.
  10. Меркулов Д.А., Коротаев С.А., Ерофеев В.Т. Оптимизация гранулометрического состава кварценаполненных полиэфирных композитов // БСТ : Бюллетень строительной техники. 2017. № 5 (993). С. 31-33.
  11. Erofeev V., Kalashnikov V., Emelyanov D., Balathanova E., Erofeeva I., Smirnova O. et al. Biological resistance of cement composites filled with limestone powders // Materials Science Forum. 2016. Vol. 871. Pp. 22-27. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.871.22
  12. Erofeev V., Kalashnikov V., Emelyanov D., Balathanova E., Erofeeva I., Smirnov V. et al. Biological resistance of cement composites filled with dolomite powders // Materials Science Forum. 2016. Vol. 871. Pp. 33-39. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.871.33
  13. Startsev V.O., Molokov M.V., Blaznov A.N., Zhurkovskii M.E., Erofeev V.T., Smirnov I.V. Determination of the heat resistance of polymer construction materials by the dynamic mechanical method // Polymer Science, Series D. 2017. Vol. 10. Issue 4. Pp. 313-317. DOI: 10.1134/S1995421217040141
  14. Antoshkin V.D., Erofeev V.T., Travush V.I., Rimshin V.I., Kurbatov V.L. The problem optimization triangular geometric line field // Modern Applied Science. 2015. Vol. 9. Issue 3. Pp. 46-50. DOI: 10.5539/mas.v9n3p46
  15. Kryuchkov D.I., Zalazinskiy A.G., Berezin I.М., Romanova О.V. Modelling of compaction of titanium composite powders // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. 2015. Issue 1. Pp. 48-60. DOI: 10.17804/2410-9908.2015.1.048-060
  16. Krishan A., Rimshin V., Markov S., Erofeev V., Kurbatov V., Markov S. The energy integrity resistance to the destruction of the long-term strength concrete // Procedia Engineering. 2015. Vol. 117. Pp. 211-217. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.08.14
  17. Travush V.I., Karpenko N.I., Erofeev V.T., Rodin A.I., Rodina N.G., Smirnov V.F. Development of biocidal cements for buildings and structures with biologically active environments // Power Technology and Engineering. 2017. Vol. 51. No. 4. Pp. 377-384. DOI: 10.1007/s10749-017-0842-8
  18. Coz Diaz J., Rabanal F., Nieto P., Hernandez J., Soria B., Perez-Bella J. Hygrothermal properties of lightweight concrete: Experiments and numerical fitting study // Construction and Building Materials. 2013. Vol. 40. Pp. 543-555. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2012.11.045
  19. Ерофеева И.В., Афонин В.В., Федорцов В.А., Емельянов Д.В., Подживотов Н.Ю., Зоткина М.М. Исследование поведения цементных композитов в условиях повышенной влажности и переменных положительных температур // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2017. Т. 13. № 4. С. 66-81. DOI: 10.22337/2587-9618-2017-13-4-66-81
  20. Ерофеев В.Т., Афонин В.В., Федорцов А.П., Федорцов В.А., Ерофеева И.В., Сальникова А.И. Программа выбора композиционных материалов при минимизации векторного критерия изменения показателя свойств под воздействием эксплуатационных факторов // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2018662083. Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 26 сентября 2018 г.

Cкачать на языке оригинала