تحلیل و بهینه سازی صفحه کامپوزیتی تحت بار انفجار زیر آب با روش المان محدود

سازه­های دریایی باید علاوه بر تحمل فشار هیدرواستاتیک آب، تا حد امکان در برابر بارهای ناشی از انفجار زیر آب مقاوم باشند. می­بایست نسبت استحکام به وزن این سازه­ها تا حد امکان بالا بوده، تا سازه طراحی شده به لحاظ مواد مصرفی، انرژی و هزینه بهینه باشد. در این مقاله ابتدا روشی جهت شبیه­سازی پدیده انفجار زیر آب در محیط نرم­افزار ABAQUS ارائه شده و با استفاده از نتایج تجربی موجود، این روش صحت­سنجی شده است. سپس با استفاده از این روش رفتار دینامیکی سازه کامپوزیتی تحت بار انفجار زیر آب بررسی شده است. در ادامه الگوریتمی ارائه شده است که به­وسیله آن می­توان با تغییر زاویه و ضخامت صفحه کامپوزیتی، وزن صفحه را در شرایطی که سازه در مقابل بار انفجار زیر آب دچار شکست نشود، با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه نمود. نتایج نشان می­دهد که الگوریتم ارائه شده توانایی بهینه­سازی وزن سازه کامپوزیتی را دارد. بر اساس بهینه­سازی انجام شده، با کاهش %۳۸ وزن، سازه هم­چنان در برابر نیروی انفجار مقاوم است. با توجه به پایین بودن نسبت وزن به استحکام در سازه­های کامپوزیتی، این سازه­ها کاربردهای فراوانی در صنایع نظامی و دریایی دارند. از نتایج این مسئله می­توان برای بهینه­سازی وزن و استحکام سازه­های دریایی که در مقابل بار انفجار زیر آب  قرار می­گیرند استفاده نمود.

Keywords:

انفجار زیر آب , بهینه سازی , روش اجزاء محدود , الگوریتم ژنتیک , صفحه کامپوزیتی