تحلیل عددی و بهینه سازی رفتار ارتعاشی لوله با تراش داخلی یک توربوپمپ با روش MDO

با توجه به اعوجاج و تغییر طول پیش آمده در خطوط انتقال هنگام کارکرد در دماهای بالا، در این مقاله، بررسی بروز تشدید در یک لوله ی انتقال سوخت، مورد بررسی قرار می گیرد. به این منظور، شبیه سازی لوله ی توخالی تراش خورده، تحت بارگذاری در دماهای کارکرد در نرم افزار انسیس اجرا خواهد شد. نوع بارگذاری در این تحلیل، اعمال پیش بار پیچشی (از صفر تا ۵ درجه)، اعمال پیش بار خمشی (از یک تا ۵ میلیمتر) و اعمال همزمان هر دو پیش بار پیچشی و خمشی بر روی خطوط انتقال است. در ادامه، نتایج عددی توزیع تنش محیطی و معادل در جداره یک لوله ی جدار نازک استوانه ای شکل، با رفتار کار سختی خطی و در نظر گرفتن اثرات باوشینگر بهینه میشود. در نهایت بهینه سازی ابعاد هندسی لوله شبیه سازی شده با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک و روش رویهی پاسخ به منظور برقرار کردن دو هدف افزایش اختلاف فرکانس تحریک و فرکانس طبیعی و همچنین کاهش تنش های خمشی مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. برای یافتن فرکانس طبیعی و تنش (در مودهای آسیب پیچشی، خمشی و ترکیبی) در بدنهی لوله ابتدا چندین تحلیل به روش اجزای محدود (نرم افزار انسیس) انجام شده و ،RSM به روش سطح پاسخ سپس به روش محاسباتی حداقل مربعات، روش رگرسیون برگشتی، یک تابع چندجمله ای از توابع هدف به دست آمده و با روش الگوریتم ژنتیک بهینه سازی میگردد. خروجی این مقاله، تحلیل هندسه ای بهینه شده از یک لولهی تراش خورده از خطوط انتقال تحت خمش و پیچش اولیه می باشد که با کمترین احتمال بروز پدیدهی تشدید، کمترین مقادیر تنشی را نیز خواهد داشت. علیرغم اختصاص داشتن روش شناسی این مقاله به یک شرایط بارگذاری خاص، این روش با رویکرد مشابه قابل اعمال برای ارتقای عملکرد مکانیکی ارتعاشی انواع خطوط انتقال گوناگون خواهد بود.

کلیدواژه ها:

تحلیل ارتعاشی ، شبیه سازی عددی ، لوله ی جدارنازک ، بهینه سازی ، فرکانس طبیعی ، پدیده ی تشدید