A new hybrid method for reliability-based optimal structural design with discrete and continuous variables

Ali Khodam; Mohammad Saeid Farajzadeh; Mohsenali Shayanfar

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자료유형: 학술저널

저자정보: Ali Khodam (Arak University of Technology) Mohammad Saeid Farajzadeh (Iran University of Science and Technology) Mohsenali Shayanfar (Iran University of Science and Technology)

저널정보: 국제구조공학회 Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal Vol.85 No.3

발행연도: 2023.2

수록면: 369 - 379 (11page)

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Reliability-Based Design Optimization (RBDO) is an appropriate framework for obtaining optimal designs by taking uncertainties into account. Large-scale problems with implicit limit state functions and problems with discrete design variables are two significant challenges to traditional RBDO methods. To overcome these challenges, this paper proposes a hybrid method to perform RBDO of structures that links Firefly Algorithm (FA) as an optimization tool to advanced (finite element) reliability methods. Furthermore, the Genetic Algorithm (GA) and the FA are compared based on the design cost (objective function) they achieve. In the proposed method, Weighted Simulation Method (WSM) is utilized to assess reliability constraints in the RBDO problems with explicit limit state functions. WSM is selected to reduce computational costs. To performing RBDO of structures with finite element modeling and implicit limit state functions, a First-Order Reliability Method (FORM) based on the Direct Differentiation Method (DDM) is utilized. Four numerical examples are considered to assess the effectiveness of the proposed method. The findings illustrate that the proposed RBDO method is applicable and efficient for RBDO problems with discrete and continuous design variables and finite element modeling.

#metaheuristic algorithms #probabilistic methods #reliability-based optimization #structural reliability analysis #uncertainty

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Ali Khodam

소속기관 Arak University of Technology

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Mohammad Saeid Farajzadeh

소속기관 Iran University of Science and Technology

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Mohsenali Shayanfar

소속기관 Iran University of Science and Technology

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 토목공학

논문수 3 이용수 4

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