بهینه سازی چندهدفه سازه های ساندویچی ذوزنقه ای با ترکیب روش های تجربی و عددی

در این پژوهش، سازه های ساندویچی با هسته موج دار ذوزنقه ای از آلیاژ آلومینیوم ۳۱۰۵ طراحی و بهینه سازی شدند. ابتدا، دو نمونه از سازه های ساندویچی مطابق با مشخصات هندسی طراحی شده ساخته و تحت آزمون فشار شبه استاتیکی قرار گرفتند تا صحت مدل عددی با استفاده از نرم افزار آباکوس تایید شود. در مرحله اول بهینه سازی، با استفاده از روش طراحی آزمایش باکس–بنکن و نرم افزار دیزاین اکسپرت، اثر پارامترهای هندسی نظیر ضخامت هسته، ضخامت پوسته، زاویه هسته و اندازه سلول بر نیروی بیشینه اولیه و جذب انرژی ویژه بررسی شد. سپس، مدل های رگرسیونی درجه دوم برای پیش بینی رفتار سازه استخراج و با استفاده از الگوریتم ژنتیک چندهدفه در محیط متلب، طرح های بهینه شده به دست آمد که منجر به کاهش نیروی بیشینه اولیه و افزایش جذب انرژی ویژه شد. در مرحله دوم، با بهره گیری از نرم افزار مینی تب و روش تاگوچی، آرایش بهینه هسته ها با زاویه های مختلف به منظور بهبود عملکرد سازه مورد بررسی قرار گرفت. برای تایید دقت نتایج، دو نمونه مطابق با مدل بهینه مرحله دوم ساخته شده و نتایج تجربی آن ها با شبیه سازی عددی مقایسه گردید. مقایسه نتایج تجربی و عددی در هر دو مرحله به طور موثری تطابق مناسب را نشان داد، که اعتبار فرآیند بهینه سازی و دقت مدل عددی را تایید می کند. نتایج این پژوهش نشان می دهد که تنظیم دقیق هندسه هسته و آرایش آن می تواند به طور چشمگیری عملکرد سازه های ساندویچی را در جذب انرژی و کاهش نیروی بیشینه بهبود دهد، که این نتایج می تواند در طراحی سازه های سبک و مقاوم در کاربردهای مختلف موثر باشد.

کلیدواژه ها:

سازه ساندویچی ، هسته موج دار ذوزنقه ای ، بهینه سازی چندهدفه ، جذب انرژی ویژه ، الگوریتم ژنتیک