بهینه سازی فیوز برشی فولادی

امروزه تکنیکهای بهینه سازی عددی به عنوان ابزارهایی تخصصی و چندمنظوره، نقش مهمی در طراحی بهینه در حوزه های مختلف علوم مهندسی ایفا می کنند. نخستین اظهارنظر رسمی پیرامون طراحی سازه بر پایه بهینه سازی عددی توسط اشمیت در سال ۱۹۶۰ ارائه شد. از آن زمان، با پیشرفت سریع رایانه ها و توسعه هم زمان روشهای عددی، پژوهش های مرتبط با بهینه سازی وارد مرحله ای نوین شده اند. در سال های اخیر، الگوریتم های نوینی که عمدتا از طبیعت و رفتار موجودات الهام گرفته اند، به عنوان ابزارهایی کارآمد برای حل مسائل پیچیده مهندسی مورد استفاده قرار گرفته اند. این الگوریتم ها موجب کاهش هزینه و زمان، افزایش راندمان و بهبود عملکرد در پروژه های مهندسی شده اند. هدف این پژوهش، طراحی بهینه شکل فیوز برشی فولادی است. در این پژوهش با هدف کاهش زمان تحلیل های محاسباتی، از مدل داده محور WLS-SVM (ماشین بردار پشتیبان حداقل مربعات وزن دار) به عنوان جایگزینی برای تحلیل غیرخطی فیوز برشی تحت بارگذاری چرخه ای استفاده شده است. ابتدا پارامترهای موثر بر رفتار فیوز شناسایی و با استفاده از روش نمونه گیری LHS، ۲۰۰ نمونه با ابعاد تصادفی تولید شد. سپس با لینک نرم افزارهای MATLAB و Abaqus، تحلیل غیرخطی نمونه ها انجام و خروجی هایی نظیر حداکثر کرنش پلاستیک، انرژی تلف شده و نسبت آنها استخراج شد. داده های حاصل به عنوان ورودی مدل WLS-SVM مورد استفاده قرار گرفت و مدل با الگوریتم WLS آموزش داده شد. برای افزایش دقت، داده های مهم تر وزن بیشتری در فرایند آموزش دریافت کردند. مدل توسعه یافته در قالب یک چارچوب ترکیبی با الگوریتم PSO در فرایند بهینه سازی به کار گرفته شد. اعتبارسنجی مدل با استفاده از معیارهای آماری مانند ضریب تعیین (R²)، میانگین مربع خطا (MSE) و دقت پیش بینی، حاکی از عملکرد مطلوب آن در پیش بینی پاسخ های غیرخطی و تسریع فرآیند بهینه سازی است. در نهایت طی این بهینه سازی مدلی با ظرفیت جذب انرژی ۶۱۶۶۰۰ تولید شد که نسبت به مدل اولیه مقاله حدود ۲۰ درصد جذب انرژی باالتری دارد.

کلیدواژه ها:

PSO ، بهینه سازی ، فیوز برشی ، متلب