Приложение биоинспирированных алгоритмов глобальной оптимизации в задаче подбора коэффициентов модели усталостной деградации жесткости композиционного материала

Рассматривается задача нахождения усталостных характеристик материала по результатам испытаний композиционного материала. Исходными данными являются свойства материала, параметры нагрузки и таблично заданная зависимость модуля упругости от количества выполненных испытаний. Сформирована дифференциальная математическая модель, описывающая изменение модуля упругости с ростом числа испытаний. Ее параметры находятся с помощью аппроксимации скорости изменения модуля упругости по формулам численного дифференцирования различного порядка и решения задачи параметрической идентификации. Коэффициенты модели определяются в результате использования метода, имитирующего поведение стаи мотыльков, относящегося к биоинспирированным алгоритмам глобальной оптимизации. Приведено решение поставленной задачи для конкретного композиционного материала.

1. Van Paepegem W. Development and finite element implementation of a damage model for fatigue of fibre–reinforced polymers. Ghent University Architectural and Engineering Press, 2002.
2. Пантелеев А.В., Кудрявцева И.А. Численные методы. Практикум.– М.: ИНФРА–М, 2017.
3. Киреев В.И., Пантелеев А.В. Численные методы в примерах и задачах.– СПб.: Изд–во Лань, 2015.
4. Mirjalili S. Moth–flame optimization algorithm: A novel nature–inspired heuristic paradigm// Knowledge–Based Systems. 2015. Vol. 89. P. 228–249. https://doi.org/10.10.16/i.knosys2015.07.006.
5. Пантелеев А.В., Скавинская Д.В. Метаэвристические стратегии и алгоритмы глобальной оптимизации.– М.: Факториал, 2023.
6. Пантелеев А.В., Каранэ М.М.С. Мультиагентные и биоинспирированные методы оптимизации технических систем.– М.: Изд–во Доброе слово и Ко, 2024.
7. Whitworth H.A. A stiffness degradation model for composite laminates under fatigue loading // Composite Structures. 1997. Vol. 40. No. 2, P. 95–101. https://doi.org/10.1016/S0263–8223(97) 00142–6.