بهینهسازی پوسته هدفمند تحت بارهای هیدرومکانیکی و بار متحرک شعاعی براساس الگوریتم رقابت استعماری

هدف اصلی این پژوهش استفاده از الگوریتم رقابت استعماری برای تعیین حالت بهینه پوسته استوانه ای هدفمند دارای لایه پیزوالکتریک می باشد. پارامترهای طراحی این بهینه سازی شامل ضخامت و درصد حجمی مواد درنظر گرفته شده اند. پوسته مورد بحث دربردارنده سیال داخلی بوده و در عین حال تحت بار متحرک شعاعی خارجی قرار دارد. به منظور فرمول بندی مسئله، معادلات حاصل از تئوری مرتبه اول برشی و ماکسول ترکیب شده تا روابط حاکم استخراج و با حل آن ها با استفاده از روش تحلیلی-عددی مقادیر جابه جایی های دینامیکی تعیین شوند. در ادامه با استفاده از روابط کرنش-جابه جایی و تنش-کرنش، توزیع تنش دینامیکی در پوسته به دست آمده است. تحلیل دینامیکی به علت وجود بار متحرک ضروری است چراکه پاسخ دینامیکی و ناپایا در مقایسه با مقادیر استاتیک قابل توجه اند. به منظور اعتبارسنجی تحلیل دینامیکی، از نتایج تجربی و تحلیلی موجود در ادبیات فن استفاده شده است. یک برنامه ی کامپیوتری تدوین شده است که روش تحلیل دینامیکی را با الگوریتم بهینه سازی رقابت استعماری مرتبط ساخته تا مقادیر بهینه ی طراحی را ارائه کند. مزیت عمده ی روش پیشنهادی، استفاده از نقاط کنترلی در راستای ضخامت پوسته به جای توابع پیش فرض برای درصد حجمی مواد که محدودیت هایی را از نظر بهینه سازی اعمال می کنند می باشد. در بین این نقاط، درصد حجمی مواد با استفاده از روش میان یابی با توابع هرمیت پیش بینی شده است. بهینه سازی با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری انجام گرفته است. نتایج بهینه سازی کارایی روش پیشنهادی را نشان می دهد و مزیت این روش انعطاف پذیری و همگرایی آسان تر آن در تعیین ساختار بهینه است.

کلیدواژه ها:

Imperialist Competitive Algorithm ، Cylindrical shell ، Functionally Graded Materials ، Moving Load ، Control Point Method ، الگوریتم رقابت استعماری ، پوسته استوانه ای ، ماده هدفمند ، بار متحرک ، روش نقاط کنترلی