بهینه سازی صفحات فلزی محدود حاوی گشودگی چهارضلعی تحت بارگذاری درون صفحه-ای با استفاده از الگوریتم شیرمورچه

در این مقاله، سعی شده است با استفاده از روش بهینه سازی هوش ازدحامی جدیدی به نام الگوریتم شیرمورچه، به بهینه سازی پارامتر های موثر در تحلیل تنش در اطراف گشودگی چهارضلعی واقع در یک صفحه ی همسانگرد محدود تحت بارگذاری درون صفحه ای(بار کششی تک محوری، دومحوری و برشی خالص) پرداخته شود. در تحلیل صفحه ی همسانگرد محدود حاوی گشودگی چهارضلعی پارامترهایی از قبیل انحنای گوشه های گشودگی، زاویه ی چرخش گشودگی، نسبت اضلاع صفحه، نسبت اندازه ی گشودگی به صفحه و نوع بارگذاری به عنوان پارامترهای موثر بر توزیع تنش محسوب می گردد. در مطالعه ی حاضر، روش به کار گرفته شده برپایه ی حل تحلیلی متغیر مختلط موشخیلشویلی است و از نگاشت همنوا برای ساده سازی روند حل معادلات استفاده شده است. صفحه محدود (نسبت طول ضلع گشودگی به طول بزرگترین ضلع صفحه، بزرگتر از ۰.۲)، همسانگرد و الاستیک خطی درنظر گرفته شده است. برای محاسبه ی تابع تنش مربوط به صفحه ی محدود حاوی گشودگی چهارضلعی، از جمع تابع تنش یک صفحه نامحدود حاوی همان گشودگی و تابع تنش یک صفحه محدود بدون گشودگی استفاده شده است. ضرایب مجهول در تابع تنش، با استفاده از روش حداقل مربعات مرزی و اعمال شرایط مرزی مناسب به دست می آیند. همچنین از روش اجزای محدود، برای بررسی درستی جواب ها استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که پارامترهای اشاره شده تاثیر قابل توجه ی بر توزیع تنش اطراف گشودگی چهارضلعی دارند و با انتخاب صحیح آن ها، می توان قابلیت تحمل بار سازه را افزایش داد.

کلیدواژه ها:

Finite metallic plates ، Quadrilateral cutout ، Analytical Solution ، Complex variable method ، Ant lion optimizer ، صفحه همسانگرد محدود ، گشودگی چهارضلعی ، حل تحلیلی ، روش متغیر مختلط ، الگوریتم شیرمورچه