بهینهسازی توپولوژیک سازه همراه با بارگذاری حرارتی و مکانیکی

در دنیای جدید با توجه به هزینههای ناشی از تولید و رویکرد جامعهی صنعتی در سبک و کوچکتر ساختن سازهها و قطعات مکانیکی، احساس نیاز به تحولی عظیم در تغییر رویکرد طراحان به مقوله طراحی شدت یافته است. در این پژوهش به بررسی قابلیتها، میزان کارایی و محدودیتهای شاخهای جدید از علم طراحی به نام بهینهسازی توپولوژیک پرداخته شد. معیار انتخاب مسائل، تلاش در جهت هرچه بهتر نشان دادن قابلیتهای بهینهسازی توپولوژیک بوده است. بهمنظور ارزیابی مسائل پیچیده از الگوریتمهای بهینهسازی در محدوده نرمافزار انسیس بهره گرفته شد که ازجمله این مسائل میتوان به تیر یکسر گیردار تحت بارگذاری استاتیکی، تیر دوسرگیردار تحت بارگذاری استاتیکی و حرارتی، هندسه گنبدی شکل تحت بارگذاری استاتیکی و حرارتی اشاره کرد. نتایج نشان داد حجم کاسته شده در مدلهای نهایی به ترتیب برابر ۶۶.۲۹%، ۵۲.۸۸ %، ۵۰.۰۵۴% است که این امر طبیعتا مقداری افزایش در تنش و جابجایی مدل نهایی داشته است که طراح با توجه به محدودیتهای حاکم بر مسئله حقیقی میتواند آنها را تنظیم کند. نتایج نشان داد که مقدار میانگین تنش در نمونههای تیر یکسر گیردار، تیر دوسرگیردار و هندسه گنبدی شکل به ترتیب ۸۸، ۸۰۰ و ۶ مگاپاسکال افزایش یافته است. همچنین میانگین میزان جابجایی در این نمونهها به ترتیب ۰.۰۰۰۱، ۰.۰۰۶ و ۰.۰۰۲میلیمتر افزایش یافت. بهمنظور ارزیابی چالشهای پیشبینینشده و بررسی تولیدپذیری نمونههای بهینهشده، نمونه گنبدی شکل با توجه به وجود حفرههای سهبعدی در بدنه، انتخاب و با استفاده از فرایند ساخت افزایشی تولید شد. نتایج نشان داد که محصول خروجی از دقت مناسبی برخوردار است.

کلیدواژه ها:

بهینهسازی ، بهینهسازی توپولوژیک ، انسیس ، تنش حرارتی ، ساخت افزایشی