بهینه سازی اندازه و توپولوژی سازه های خرپایی فضاکار با استفاده از الگوریتم ترکیبی برنامه ریزی ژنتیکی و نلدر-مید

سازه های فضاکار کاربرد زیادی در ساخت سازه های واقعی از جمله پل ها، سازه های فضایی، کشتی ها و غیره دارند. این موضوع محققان را به منظور ارائه روش های کارآمدتر و نوین برای حصول طراحی مقاومتر و کم هزینه تر این نوع سازه ها جذب کرده است. در این مقاله یک الگوریتم ترکیبی به منظور بهینه سازی همزمان اندازه و توپولوژی سازه های خرپایی فضاکار ارائه شده است. در الگوریتم پیشنهادی، هدف نهایی کمینه کردن وزن سازه با یافتن سطوح مقاطع بهینه برای المان ها و نحوه اتصال بهینه بین گره های سازه تحت قیدهای استاتیکی است. قیدهای استاتیکی شامل پایداری سینماتیکی سازه، مقدار مجاز تنش در المان ها و جابجایی در گره ها می شود. در این الگوریتم ابتدا با استفاده از الگوریتم برنامه ریزی ژنتیکی (که اعضای جمعیت آن به صورت درخت بیان می شوند) سازه بهینه در فضای جستجو حاصل شده و سپس این پاسخ با استفاده از الگوریتم جستجوی محلی نلدر-مید بهبود داده می شود. روش پیشنهادی قابلیت یافتن المان ها و گره های زائد را درطی فرآیند بهینه سازی در فضای طراحی دارا است. روش ما روی تعدادی از مسائل عددی پیاده سازی شده است و با دیگر روش های محبوب و توانا در ادبیات تحقیق مقایسه شده است. نتایج روش پیشنهادی منجر به یافتن خرپاهایی با وزن کمتر در مقایسه با مطالعات پیشین شده است.

کلیدواژه ها:

Genetic programming ، Optimization ، topology ، Truss ، برنامه ریزی ژنتیکی ، بهینه سازی ، توپولوژی ، خرپا