روش دوبخشی و بهینه سازی مقدار میانگین شتاب دهنده پویا در مقایسه با رویکردهای مختلف بهینه سازی توپولوژی

از آنجایی که بهینه­سازی توپولوژی قطعی یا به اختصار بهینه­سازی توپولوژی (TO) عدم قطعیت در سازه شامل مواد، بارگذاری و ابعاد هندسی را در نظر نمی­گیرد، ممکن است به یک طراحی بهینه با کمترین حالت اعتماد و ایمنی منجر شود. برای رفع این مشکل از بهینه سازی توپولوژی مبتنی بر قابلیت اطمینان (RBTO) استفاده می شود که در حقیقت ترکیب روش های بهینه­سازی توپولوژی با روش های طراحی مبتنی بر قابلیت اطمینان (RBDO) بر اساس یک چارچوب و فرایند ریاضی است. در این مقاله با به کارگیری چهار روش بهینه­سازی توپولوژی شامل: آستانه سطح ایزو پویا (MIST) ، روش SIMP، روش تکاملی بهینه سازی سازه ای- اجزای محدود توسعه یافته (XFEM-ESO) و تنظیم سطح (LS) و با درنظرگرفتن یک قید یا تابع هدف به روش دوبخشی یک کسر حجمی (Vf) بهینه برای بهینه­سازی توپولوژی به دست می آید. سپس به کمک کسر حجمی متوسط (Vf)، بهینه سازی توپولوژی انجام گرفته و نتایج بهینه آن توسط روش پیشرفته تحلیل قابلیت اطمینان مقدار متوسط شتاب دهنده پویا (ADMV) و با درنظرگرفتن عدم قطعیت ها و انحراف معیار جهت استخراج محتمل ترین نقاط احتمال (MPP) مورد استفاده قرار می گیرد. با داشتن محتمل ترین نقطه احتمال و قید، الگوریتم دوبخشی مجدد مورد استفاده قرار گرفته و کسر حجمی بهینه برای مدل بهینه سازی توپولوژی مبتنی بر قابلیت اطمینان و درنتیجه شکل بهینه روش بهینه سازی توپولوژی مبتنی بر قابلیت اطمینان به دست می آید. مثال های متعددی برای اعتبارسنجی و تایید قابلیت بهینه سازی روش بهینه سازی توپولوژی مبتنی بر قابلیت اطمینان با یک سازه مدل و روش های ذکر شده بهینه­سازی توپولوژی ارائه می شوند و نتایج با هم مقایسه می شوند. نتایج نشان می دهند که ترکیب روش های طراحی مبتنی بر قابلیت اطمینان و بهینه­سازی توپولوژی می تواند به سازه­های مستحکم، پایدار، ایمن و مطمئن کاملا متفاوت از نتایج بهینه­سازی توپولوژی منجر شود.

Keywords:

بهینه سازی توپولوژی قطعی , بهینه سازی توپولوژی مبتنی بر قابلیت اطمینان , روش دوبخشی , بهینه سازی توپولوژی MIST , روش بهینه سازی توپولوژی SIMP , روش تنظیم سطح , روش تکاملی بهینه سازی سازه ای - اجزای محدود توسعه یافته