بهینه‌سازی ابعاد تقویت کننده‌ها با هدف کاهش وزن در پوسته‌های مشبک کامپوزیتی

Abstract

در این تحقیق، بهینه‌سازی ابعاد با هدف کاهش وزن سازه در یک استوانه با تقویت کننده‌های مشبک کامپوزیتی به کمک الگوریتم ژنتیک انجام می‌شود. سازه‌های مشبک با توجه به نحوه ساخت، درحین برخورداری از استحکام بالا، لازم است دارای کمترین وزن ممکن باشند. هدف اصلی و تمرکز تحقیق حاضر، بهینه‌سازی تقویت کننده‌ها، در یک پوسته استوانه‌ای مشبک کامپوزیتی می‌باشد. در این تحقیق، تحلیل کمانش، تحت بارگذاری هیدرواستاتیک خارجی با هدف بدست آوردن فشار بحرانی کمانش و همچنین دستیابی به آرایش و ابعاد بهینه برای تقویت کننده‌ها موردنظر می‌باشد. روش به‌ دست آوردن معادلات پوسته تقویت شده، روش انرژی و اصل مینیمم انرژی پتانسیل تحت تئوری تغییر شکل‌های برشی مرتبه اول خطی می‌باشد. برای بهینه‌سازی پوسته‌های مشبک کامپوزیتی، با هدف کاهش وزن و توسط الگوریتم ژنتیک، تابع هدف همان تابع وزن می‌باشد که از جمع وزن تقویت کننده‌ها و وزن خود پوسته بدست می آید. همچنین تعداد زوج تقویت کننده‌های مارپیچ، تعداد سلول واحد در ارتفاع پوسته و همچنین ضخامت و پهنای ریب‌ها، به عنوان متغیر در نظر گرفته شده‌اند. با استفاده از توسعه الگوریتم ژنتیک و با توجه به ابعاد سازه، بار کمانش و بار کمانش ویژه برای بهینه‌ترین حالت از ابعاد تقویت کننده بدست می‌آید. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش سطح مقطع ریب‌ها، در سازه‌های مشبک کامپوزیتی، می‌توان مقدار بار بحرانی کمانش را تا حدی افزایش داد، اما افزایش سطح مقطع ریب‌ها از حدی به بعد نتیجه معکوس خواهد داشت و بار کمانش ویژه کاهش می‌یابد.