بهینه سازی توپولوژی و شکل سازه های پیوسته غیرخطی با روش بهینه سازی تکاملی سازه ها

روش های بهینه سازی توپولوژی قادرند طرح هایی را با بهترین طرح سازه برای عملکردهای سازه ای مورد نیاز پیدا کنند. یکی از این روش ها، بهینه سازی تکاملی سازه هاست. بهینه سازی تکاملی سازه ها به معنای حذف مواد ناکارﺁمد از سازه است به طوری که نتایج به دست آمده در هر مرحله به سمت طرح بهین پیش می روند. بهینه سازی تکاملی سازه ها با راهبرد دو جهتی شکل بهبودیافته ی روش بهینه سازی تکاملی سازه ها است که علاوه بر حذف المان، قابلیت اضافه کردن المان را هم دارد. تاکنون فرایند حذف و اضافه کردن المان با روش های مختلف و برای انواع معیارهای بهینه سازی انجام شده است. در این پژوهش مسئله بهینه سازی با معیار سفتی برای سازه های غیرخطی هندسی، غیرخطی وابسته به ماده و ترکیب غیرخطی هندسی و مادی انجام شده است. برای اثبات صحت و کارایی الگوریتم، عمل بهینه سازی روی چند سازه در دو حالت خطی و غیرخطی انجام شده و نتیجه های به دست آمده با طرح های بهین پیشنهادشده با استفاده از روش های دیگر مقایسه شده است. شکل بهین در دو حالت خطی و غیرخطی به طور محسوسی متفاوت و برای تحلیل غیرخطی نامتقارن به دست می آید. زمان اجرای برنامه در حالات غیرخطی بیشتر از حالت خطی است ولی با تحلیل غیرخطی سازه ها یک طرح بهین با سفتی بیشتر به دست می آید. در ادامه به تحلیل خطی و غیرخطی در بهینه سازی شکل سازه ها پرداخته شده است. هدف پیدا کردن بهترین شکل فیلت و حفره است به گونه ای که تنش بیشینه به کمترین مقدار خود برسد. نتیجه ها نشان می دهد که بهینه سازی تکاملی سازه ها توانایی خوبی در بهینه سازی شکل فیلت ها در سازه های غیرخطی دارد.

کلیدواژه ها:

Evolutionary structural optimization ، Nonlinear analysis ، shape optimization ، Stiffness Maximization ، بهینه سازی تکاملی سازه ها ، تحلیل غیرخطی ، بهینه سازی شکل ، بیشینه سازی سفتی