PENDEKATAN PENYUSURAN PARETO OPTIMAL PADA OPTIMASI MULTI-OBJEKTIF TOPOLOGI STRUKTUR YANG KUKUH

• Main Author: Nathan
• Format: Theses
• Language: Indonesia
• Online Access: https://digilib.itb.ac.id/gdl/view/53740
• Institution: Institut Teknologi Bandung

Tesis ini menyajikan pendekatan multi-objektif pada optimasi topologi struktur yang kukuh. Performa dan stabilitas suatu desain merupakan dua hal yang saling bertentangan, sehingga lebih baik dioptimasi secara multi-objektif untuk mendapatkan informasi penting terhadap berbagai topologi yang optimal. Masalah optimasi diformulasikan sebagai minimalisasi ekspektasi dan standar deviasi secara simultan dari energi regangan dengan adanya ketidakpastian dalam arah gaya atau besaran gaya pada suatu struktur. Memperoleh representasi yang baik dari Pareto front dengan sesedikit mungkin simulasi FEM menjadi sangat penting. Tesis ini mengusulkan kombinasi optimasi topologi dengan Polynomial Chaos Expansion (PCE) dan Pareto Optimal Tracing (POT) untuk mencari solusi Pareto optimal yang beragam secara efisien. Tiga kasus uji, yaitu cantilever beam, simply supported beam, dan pembebanan terdistribusi pada carrier plate digunakan untuk menguji keefektifan metode yang diusulkan dan hasilnya dibandingkan dengan optimasi deterministik. Dalam kasus pembebanan terdistribusi, tantangan baru muncul untuk menangani variabel acak yang besar, sehingga Gaussian random field dibentuk menggunakan parameterisasi Ekspansi Karhunen-Loeve (KLE) untuk mengurangi banyaknya variabel acak. Dengan demikian, studi pengaruh PCE untuk mengurangi jumlah realisasi dan POT untuk mengurangi jumlah iterasi dipelajari pada estimasi Pareto front dengan berbagai kombinasi bobot ekspektasi dan standar deviasi yang diberikan. Selain itu, beberapa solusi optimasi kukuh yang tidak saling mendominasi juga divalidasi menggunakan simulasi Monte Carlo (MCS). Hasil menunjukkan bahwa optimasi topologi yang kukuh dengan POT dan PCE menghasilkan topologi yang lebih baik dan lebih beragam daripada pendekatan konvensional yang mengulang proses optimasi dari desain dasar.