بهینهسازی چندهدفی و مقاوم پروفیل تیر FGM تحت جرم متحرک و بارگذاری حرارتی

ترکیباتFGM یکی از انواع مواد مرکب هستند که در ساخت آنها،بسته به نیاز طراح، از مواد گوناگون از جمله فلزها و سرامیکها استفاده میشود. در این مواد بسته به نوع کاربرد، در قسمتهایمختلف سازه نسبتهای مختلفی از مواد سازنده وجود دارد. این نسبتها در نهایت بیانگر پروفیل ساختاری سازه میباشند. در این مقاله طراحی بهینهای چندهدفی تیر FGM که همزمان تحت بار دینامیکی به شکل جرم متحرک و میدان حرارتی یک بعدی در راستای ضخامت قرار دارد، مورد بررسی قرار گرفته است. برای تحلیل دینامیکی، از تئوری تیر تیموشنکو استفاده شده است و با به دست آوردن عبارات انرژی و جایگذاری در معادلات لاگرانژ معادلات دیفرانسیل حرکت سیستم به دست میآیند. همچنین میدانهای جابهجایی با روش جمع مدها [ 1] در عباراتهای انرژی جایگذاری شدهاند. با حل عددی این معادلات میدانهای جابجایی، که تابع زمان و راستای طولی تیر میباشند، محاسبه میشوند. چهار پارامتر جرم متحرک، سرعت متحرک، پهنای تیر و دمای سطح بالایی تیر به عنوان پارامترهای نامعین احتمالاتی در نظر گرفته شدهاند. برای بهینهسازی چندهدفی سه تابع هدف وزن، بیشینهی تنش و بیشینه- ی جابهجایی عرضی تیر مدنظر قرار گرفتهاند. به منظور عملکرد مقاوم تیر در فضای نامعین، علاوه بر میانگین توابع هدف فوق، واریانس آنها نیز در نظر گرفته میشود. با استفاده از الگوریتم ژنتیک مقادیر درصد مواد سازنده در بالا و پایین تیر و اندیس کسر حجمی (متغییرهای طراحی) به گونهای انتخاب میشوند که توابع هدف بهینه شوند. منحنیهای پارتو که شامل نقاط غیر برتر و بهینهی طراحی است ارائه میشوند و نقطهی مصالحهی طراحی از بین نقاط پارتو انتخاب میشود.

Keywords:

طراحی مقاومFGM بهینهسازی چندهدفی , الگوریتمهای تکاملی , پارتو