بهینه سازی وزن ورق های کامپوزیتی تقویت شده با تقویت کننده های کلاهی شکل(مستطیلی)

در طراحی سازه یک شناور علاوه بر استحکام کلی سازه که هدف اساسی طراحی میباشد محدویت وزن سازه برای حفظ پایداری و تعادل شناور، واز طرفی برای کاهش هزینههای سنگین مواد ساخت ونیز کاهش هزینههای فرایند پیچیده ساخت و مونتاژ سازهی غول پیکر شناور مطرح است وباید مورد توجه قرار گیرد. با توجه به این که بخش وسیعی از اجزای اغلب سازه ها نظیر بدنه شناورها، سوپراستراکچر، عرشه و سازه کف شناور از ورقهای تقویت شده تشکیل شده اند و از طرفی نیروهای وارده به بخشهای مختلف سازه در تحلیلهای ابتدایی سازه مشخص و معین می شوند بنابر این گام بعدی دستیابی بهسازهای است که در عین حال که استحکام و قابلیت تحمل بار های وارد شده را داراست کمترین وزن ممکن را نیز داشته باشد که به این مسئله در مقاله حاضر با عنوان بهینه سازی وزن ورق های تقویت پرداخته شده است.به منظور بهینه سازی وزن پانلهای تقویت شده باتقویت کننده های مستطیل شکل که بر روی یک ورق نصب شده یا بین دو ورق محصور شده اند)به دلیل کاربرد های مختلفی که دارند( مورد بررسی و تحلیل قرارگرفته و نحوه محاسبهی وزن بهینه به ازای نیروهای وارده ارائه می شود سپس تمامی پارامترهای هندسی متناظر با این مقاطع محاسبه می شوند. وزن و پارامترهای هندسی با تکیه بر معادلات مربوطه بهینه سازی می شوند. برای هر یک از مقاطع ابتدا ویژگی های خاص هر مقطع نظیر ممان اینرسی و مساحت مقطع وغیره به صورت معادلات پارامتری ارائه شده و سپس با اعمال محدودیت های حاکم و حل همزمان این محدودیت ها هر یک از پارامترها بصورت تابعی از یک یا چند پارامتردیگر ارائه می شوند که به کمک آن ها می توان مقداربهینه پارامترهای هندسی و وزن بهینه رامحاسبه نمود،سپس تابع بهینه شده وزن بر اساس بار کمانشی وارده به سازه معرفی شده و منحنی وزن بهینه بر اساس بار برای این نوع تقویت کننده رسم می شود.در انتها نیز فرایند بهینه سازی برای تعدادی تقویت کننده مستطیل شکل با درنظر گرفتن وزن و مساحت مقطع یکسان به کمک نرم افزار المان محدود MSC.MARC انجام شدکه نتایج حاصل از مدل سازی های مختلف بر این مسئله تاکید می کند که مقطع بهینه شده که به کمک فرایند بهینه سازی مشخص شد بیشترین بار کمانشی را در مقایسه با سایر مقاطع مستطبلی با وزن یکسان داراست

کلیدواژه ها:

نیروی کمانشی ، ورق های کامپوزیتی تقویت شده ، ورق های کامپوزیتی بهینه شده ، پوسته و هسته ی پانل ، وزن بهینه ، پارامترهای بدون بعد