بهینه سازی چند هدفه کسر حجمی صفحات تابعی مدرج پلکانی تحت بارگذاری دو محوره برای بیشینه بار کمانش و کمینه وزن

در این مقاله، بهینه­سازی چند هدفه کسر حجمی صفحه تابعی مدرج پلکانی برای افزایش بار کمانش بحرانی و کاهش وزن سازه تحت بار دو محوره بررسی می شود. منظور از صفحه تابعی مدرج پلکانی، صفحه­ای است که مشخصات مواد در راستای ضخامت بصورت یک تابع پیوسته تغییر نمی­کند؛ بلکه بصورت پلکانی در لایه­های متوالی تغییر می­کند. هدف مساله بهینه­سازی حداکثر بار کمانش بحرانی الاستیک و کمینه کردن وزن صفحه است. بدین منظور روش مجموع توابع هدف وزن­دار به کار گرفته شده است. متغیر طراحی کسر حجمی است که در تمام لایه­های مجاور متفاوت است. برای فرمول­بندی تحلیل کمانش صفحه تابعی مدرج از نظریه تغییر شکل برشی مرتبه اول استفاده شده است. روش ترکیب فازی الگوریتم ژنتیک و بهینه­سازی تجمع ذرات برای بهینه­سازی کسر حجمی در لایه­های مختلف به کار گرفته شده است. نتایج عددی برای صفحه تابعی مدرج پلکانی با صفحه تمام تابعی مدرج که از قانون توانی ساده با شاخص توانی بهینه تبعیت می­کند، مقایسه شده است. در انتها، اثر فاکتورهای وزنی، شرایط مرزی، تعداد لایه­ها، نسبت طول به عرض، نسبت بار و نسبت عرض به ضخامت صفحه روی طراحی بهینه بررسی شده است. نشان داده خواهد شد که بکارگیری صفحه تابعی مدرج پلکانی می­تواند طراحی بهینه­تری نسبت به صفحه تابعی مدرج پیوسته باشد.

کلیدواژه ها:

صفحات تابعی مدرج پلکانی ، بار بحرانی کمانش ، ترکیب فازی الگوریتم ژنتیک- تجمع ذرات ، آنالیز پایداری ، طراحی بهینه