НОВІТНІ ПІДХОДИ ТА МЕТОДИ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЄКТУВАННЯ КОНСТРУКЦІЙ (огляд)

Анотація

Актуальність роботи. Вирішення проблем сучасної інженерії, що пов’язані з безпекою та надійністю різноманітних споруд і систем, визначає актуальність теми. Для розвя’зання цих проблем потрібні інноваційні підходи для проєктування і розрахунку конструкцій. Оптимальне проєктування конструкцій є пошуком «золотої середини» в сучасному інженерному аналізі, що спрямоване на підвищення ефективності, безпеки та стійкості систем у різних галузях, включаючи цивільне будівництво, аерокосмічну та автомобільну промисловість. Новітні підходи трансформували методи оптимізації, перетворивши їх з суто теоретичних розрахунків на практичний інструмент завдяки значним досягненням в обчислювальних технологіях. Мета дослідження – розглянути ключові методології, такі як оптимізація розмірів, форм та топології, та сучасні обчислювальні підходи, включаючи методи, диференціальні рівняння, стохастичну оптимізацію та інтеграцію машинного навчання. Оцінити ефективність методів через можливість їх застосування. Методика. Аналіз сучасних напрямків оптимального проектування. Особливу увагу приділити застосуванню цих методів у динамічному проєктуванні та в умовах невизначеності, підкреслюючи їхню здатність вирішувати складні, багатовимірні проблеми. Результати. Виконано аналітичне дослідження сучасних методів оптимального проєктування. Огляд висвітлює напрямки розвитку оптимального проектування: стохастична, адаптивна, багатоцільова оптимізація, оптимізація при дії динамічних та сейсмічних навантажень; адитивне виробництво, що розширює межі можливого у проєктуванні конструкцій. Висвітлено поточні виклики, такі як потреба в інтерпретованих моделях штучного інтелекту та масштабованість цифрових двійників, а також намічені майбутні напрямки досліджень, спрямовані на подальше підвищення ефективності, надійності та екологічності оптимальних рішень.