بررسی کاربرد الگوریتم ژنتیک در بهینه سازی صفحات کامپوزیتی (مطالعه موردی)

در این مقاله سعی شده است، تا با در نظر گرفتن پارامترهای موثر بر توزیع تنش اطراف گشودگی در صفحات کامپوزیتی، با استفاده از روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک، پارامترهای بهینه جهت دستیابی به کمترین مقدار ضریب تمرکز تنش معرفی شود. اگر این صفحات تحت جریان حرارتی قرار بگیرند باعث ایجاد تنشهای حرارتی در اطراف گشودگی میشوند. پارامترها بهینه شامل: انحنای گوشه ی گشودگی، زاویه ی چرخش گشودگی، زاویه ی الیاف، زاویه شار حرارتی و کشیدگی گشودگی میباشند. بر پایه ی تئوری ترموالاستیسیته ی دوبعدی و با استفاده از روش متغیر مختلط لخنیتسکی، ورق ناهمسانگرد نامحدود حاوی گشودگی با اشکال مختلف با استفاده از نگاشت همنوا به ناحیه ی بیرون دایره ای به شعاع واحد نگاشت میشود. در این پژوهش فرض بر این است، میدان تنش و پتانسیل مختلط در اطراف گشودگی در یک صفحه ی نامحدود و ناهمسانگرد قرار میگیرد. ورق در بینهایت تحت شارحرارتی یکنواخت بوده و مرزگشودگی عایق است. همچنین شرط مرزی نیومن اعمال شده است. با استفاده از توابع پتانسیل مختلط و حل معادلات انتگرالی، توزیع تنش در اطراف گشودگی محاسبه شده است. نتایج ارائه شده در این باره نشان میدهد که با انتخاب پارامترهای بهینه ی مربوط به آن در صفحات کامپوزیتی میتوان ضریب تمرکز تنش صفحات دارای گشودگی را به میزان قابل توجهی کاهش داد و حتی در مواردی به ضریب تمرکز تنش کمتری از ضریب تمرکز تنش ناشی از گشودگی دایرهای دست یافت. به عبارتی برخلاف انتظار همواره گشودگی دایروی بهترین هندسه برای کاهش ضریب تمرکز تنش نیست و در مواردی با انتخاب انحنا، زاویه ی چرخش و زاویه ی الیاف مناسب برای یک صفحه ی حاوی گشودگی میتوان ضریب تمرکز تنش کمتری در مقایسه با گشودگی دایروی داشت.

کلیدواژه ها:

الگوریتم ژنتیک ، گشودگی ، صفحه ناهمسانگرد ، ، تنش حرارتی ، ضریب تمرکز تنش