تحلیل و بهبود قابلیت اطمینان سازه های خرپایی تحت محدودیت های فرکانس طبیعی با بهره گیری از الگوریتم های فراابتکاری

در این مطالعه، قابلیت اطمینان سازه های خرپایی تحت محدودیت های فرکانس طبیعی مورد تحلیل قرار گرفته است. با بهره گیری از الگوریتم های فراابتکاری مانند الگوریتم های ژنتیک و PSO، بهینه سازی پارامترهای طراحی جهت بهبود عملکرد و کاهش خطر شکست انجام شده است. روش پیشنهادی با در نظر گرفتن محدودیت های فرکانسی، قابلیت اطمینان سازه را افزایش می دهد و از ناپایداری های ناشی از هم پوشانی فرکانس ها جلوگیری می کند. نتایج نشان می دهد که استفاده از این الگوریتم ها منجر به طراحی هایی مقاوم تر و اقتصادی تر می شود. این رویکرد نوآورانه، امکان بهبود عملکرد سازه های خرپایی در مواجهه با محدودیت های دینامیکی را فراهم می آورد. در این مطالعه به منظور کاهش تلاش های محاسباتی مسئله بهینه سازی تدوین شده است تا بتواند شاخص قابلیت اطمینان برای مشکلات ساختاری با عملکرد محدودی ضمنی را محاسبه کند. برای این منظور تابع هدف با استفاده از روش Hasofer و Lind تدوین می شود و عملکرد حالت حد بر اساس فرکانس حالت اول تعریف می شود. متغیرهای تصادفی شامل مدول الاستیسیته، تراکم مواد، جرم غیر ساختاری و سطح مقطع است. برای ارزیابی صحت رویکرد پیشنهادی در برآورد شاخص قابلیت اطمینان، چهار ساختار خرپایی انتخاب شده و شاخص قابلیت اطمینان آنها با استفاده از شش الگوریتم متا اکتشافی شامل WEO، AWEO، CBO، ECBO، VPS و EVPS محاسبه می شود. در مقایسه با روش شبیه سازی مونت کارلو، رویکرد پیشنهادی عملکرد قابل قبولی را نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

شاخص قابلیت اطمینان ، سازه های خرپا ، محدودیت های فرکانس ، احتمال شکست ، الگوریتم های فرا ابتکاری ، بهینه سازی.