بهینه سازی ظرفیت برشی تیرهای ساخته شده از مقاطع دوبل ناودانی فولادی سردنوردشده با بازشو در جان

تمایل به استفاده از اعضای سرد نوردشده سبک با کاربرد های متعدد درحال افزایش است. اجرای بازشوها در جان برای عبور تاسیسات ساختمانی به ویژه در نواحی تکیه گاهی، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف از این پژوهش ارزیابی ظرفیت برشی نهایی تیرهای با فولاد سرد نوردشده با بازشدگی در جان است. تیرهایی به طول ۱۰۰۰ میلی متر به صورت مقاطع Iشکل، متشکل از دوبل Cشکل تحت بارگذاری سه نقطه ای در یک تحلیل غیرخطی با پارامترهای مختلف و رفتار غیرالاستیک مصالح با استفاده از نرم افزار المان محدود مدل سازی شد. صحت سنجی مدل المان محدود با تکیه بر نتایج آزمایشگاهی موجود در مراجع معتبر، انجام پذیرفت. پارامترهای مورد نظر در این مدل سازی و قیود طراحی در فرآیند بهینه سازی ابعاد و شکل سوراخ، ضخامت مقطع، حضور لبه و بدون لبه در مقاطع و فاصله بازشدگی ها از تکیه گاه است. در این تحقیق، از روش ترکیبی شبکه عصبی-الگوریتم ژنتیک (NSGA-II) که یک الگوریتم بهینه سازی چندهدفه است، برای بهینه سازی دو هدف بار ماکزیمم و جرم مینیممم به کار برده شده است. خروجی مدل های اجزای محدود (بار ماکزیمم) به عنوان ورودی در شبکه عصبی برای آموزش و طراحی و خروجی های شبکه عصبی به عنوان تابع هدف انتخاب شدند. نتایج نشان می دهد اختلاف بار نهایی حاصل از آنالیز المان محدود و الگوریتم ژنتیک، حداکثر ۴/۱۸٪ است. در این تحقیق، چارچوب ترکیبی ارائه شده (FEM-ANN-GA)، امکان انتخاب بهینه ترین مشخصات سوراخ جان را از میان جواب های پارتو، با درنظرگیری هم زمان مقاومت و وزن، فراهم می کند. بررسی مقاومت برشی، نشان می دهد سوراخ مستطیل شکل حدود ۴% و سوراخ دایره ای حدود ۷٪ بهتر از سوراخ مربع عمل می کنند.

کلیدواژه ها:

فولاد سرد نوردشده ، بهینه سازی ، الگوریتم ژنتیک ، نمودار پارتو ، شبکه عصبی مصنوعی