طراحی بدون چروک غشای دوبعدی دوفازی در دستگاه دکارتی به روش بهینه سازی توپولوژی

سازه های غشایی به دلیل نسبت بالای مقاومت به وزن و هزینه کمتر و همچنین جابحایی آسانتر نسبت به سایر سازه ها، همواره مورد توجه مهندسین قرار گرفته اند. اما به دلیل رفتاری که این نوع سازه ها در برخی بارگذاری ها ازخود نشان می دهند، طراحی و تحلیل آنها همواره با مشکلاتی همراه می باشد. یکی از این مشکلات پدیده ی نامطلوب چروک خوردگی است که ناشی از ناچیز بودن مقاومت خمشی غشاها می باشد. این پدیده باعث کاهش بازده سازه های غشایی می شود و آنها را از عملکرد بهینه خود دور می کند. یکی از راهکارهایی که برای کنترل و از بین بردن پدیده ی چروکخوردگی ارائه شده است ، یافتن توپولوژی بهینه سازه برای کاهش و یا از بین بردن چروکخوردگی است . در این پژوهش ایدهی استفاده از دو ماده مختلف ، برای استفاده در ناحیه ی طراحی غشا(هر نقطه از ناحیه طراحی فقط می تواند شامل یکی از مواد باشد)، جهت طراحی بدون چروک غشا، پیشنهاد شده است . به دلیل تغییر شکل های بزرگ، هر دو مادهی در نظر گرفته شده برای استفاده در ناحیه طراحی غشا، هایپرالاستیک در نظر گرفته شده اند. همچنین پیشنهاد شده است که بدون چروکبودن غشا توسط معیار چروک خوردگی بر اساس تنش ، کنترل شود. بوسیله ی بهینه سازی با الگوریتم ژنتیک گسسته و تحلیل المان محدود غشا نشان دادهشد که با استفاده از دو ماده با خواص مختلف می توان توزیع بهینه این دو ماده در ناحیه ی طراحی غشا را به نحوی بدست آورد که چروکخوردگی بصورت کامل از بین برود و غشای بدون چروک را طراحی نمود.

کلیدواژه ها:

غشا ، هایپرالاستیک ، چروک خوردگی ، بهینه سازی توپولوژی