ỨNG DỤNG MẠNG NƠRON NHÂN TẠO VÀ GIẢI THUẬT PHỎNG TỰ NHIÊN TRONG TỐI ƯU HÓA KẾT CẤU KHUNG MÁY IN 3D BÊ TÔNG KÍCH THƯỚC LỚN DẠNG CỔNG TRỤC

Abstract

Bài báo trình bày việc ứng mạng nơron nhân tạo (ANN) trong tính toán và tối ưu hóa kết cấu khung máy in 3D bê tông. Mạng ANN theo cấu trúc 6-30-4 được xây dựng để dự đoán các giá trị chuyển vị uX, uY, uZ và tần số dao động riêng thứ nhất f1 của cụm trục di động theo 6 tham biến kích thước đầu vào. Khảo sát cho thấy mạng có hiệu năng dự đoán tốt, với sai số dự đoán uX, uY nhỏ hơn 3%, và sai số của uZ, f1 nhỏ hơn 5%. Mô hình ANN này đã được ứng dụng trong quá trình tối ưu hóa kết cấu khung máy in sử dụng giải thuật di truyền (GA). Kết quả so sánh cho thấy, việc sử dụng GA trực tiếp tương tác với chương trình tự động tính toán Ansys APDL-Matlab có thời gian tìm kiếm khoảng 240 ÷ 300 phút, trong khi đó việc kết hợp ANN-GA đã giúp giảm thời gian tìm kiếm phương án tối ưu còn 77 giây. Đặc biệt, việc tối ưu hóa đã được thực hiện trên miền không gian rời rạc theo kích thước của thép hộp tiêu chuẩn, thỏa mãn yêu cầu công nghệ chế tạo nên nó có thể sử dụng trực tiếp trong việc hoàn thiện thiết kế cơ khí máy in 3D bê tông.