طراحی بهینه صفحات همسانگرد محدود حاوی گشودگی شش‌ ضلعی با استفاده از الگوریتم‌های فرا ابتکاری

در این مقاله، طراحی بهینه ورق همسانگرد محدود حاوی گشودگی شش‌ ضلعی تحت بارگذاری درون صفحه‌ای با استفاده از الگوریتم‌های فرا ابتکاری مورد بررسی قرار گرفته است. الگوریتم تکامل تفاضلی و الگوریتم جستجوی هارمونی از دسته الگوریتم‌های تکاملی، الگوریتم بیگ بنگ- بیگ کرانچ از دسته الگوریتم‌های مبتنی بر فیزیک و الگوریتم گرگ خاکستری و الگوریتم اجتماع ذرات از دسته الگوریتم‌های هوش ازدحامی، پنج الگوریتم بهینه‌سازی مورد استفاده در این مقاله هستند. نتایج به‌دست آمده از مقایسه این الگوریتم‌ها، دلالت بر عملکرد بالا در فضای جستجو، سرعت مناسب در همگرایی و رقابتی بودن الگوریتم گرگ خاکستری جهت اجنتاب از نقطه بهینه محلی نسبت به چهار الگوریتم دیگر دارد. در تحلیل ورق همسانگرد محدود حاوی گشودگی شش‌ ضلعی پارامترهایی از جمله انحنای گوشه‌های گشودگی، زاویه چرخش گشودگی، نسبت اضلاع ورق، نسبت اندازه گشودگی به طول مشخصه ورق و نوع بارگذاری به‌عنوان پارامترهای مؤثر بر توزیع تنش محسوب می‌شود. در مطالعه حاضر، روش به‌کار گرفته ‌شده برپایه حل تحلیلی متغیر مختلط موشخیلشویلی است و از نگاشت همنوا برای ساده‌سازی روند حل معادلات استفاده شده است. ورق محدود (نسبت قطر دایره محیط به بزرگ‌ترین ضلع ورق، بزرگ‌تر از 2/0)، همسانگرد و الاستیک خطی درنظر گرفته ‌شده است. از روش اجزای محدود، برای بررسی درستی جواب‌ها استفاده شد. نتایج عددی، تطابق خوبی با نتایج حاصل از حل تحلیلی حاضر دارد. نتایج نشان می‌دهند با انتخاب مناسب پارامترهای بهینه می‌توان مقدار تنش اطراف گشودگی شش‌ ضلعی را به میزان قابل توجهی کاهش داد.

Keywords:

Analytical Solution , Finite Isotropic Plates , Hexagonal Cutout , Metaheuristic Algorithms , حل تحلیلی , ورق همسانگرد محدود , گشودگی شش‌ ضلعی , الگوریتم فرا ابتکاری