بهینه سازی خرپای سه بعدی با استفاده از الگوریتم کلونی مورچگان

در مهندسی عمران، سازه های خرپایی با توجه به کاربردهای گوناگون خود، دارای اهمیت ویژه ای می باشند. علت استفاده روز افزون از این نوع سازه ها مزایای آنها از قبیل مشارکت اغلب اعضای سازه ای در تقسیم و توزیع بار، ویژگی مقاوم بودن آنها ( به طوری که فرو ریختن تعداد محدودی از اعضا لزوما منجر به فروپاشی سازه نمی شود )، جلوگیری از کمانش عضو، پوشاندن دهانه های بزرگ با حداقل مصالح مصرفی، راحتی و سهولت اجرا و در نهایت مقرون به صرفه بودن از نظر زمانی و اقتصادی می باشد. از این رو بهینه سازی سازه های خرپایی می تواند در کاهش هزینه های زمانی و اجرایی نقش قابل ملاحظه ای را ایفا کند. در دنیایالگوریتم های بهینه سازی، برای مسایل سازه ای، روش های زیادی ارایه شده که برگرفته از طبیعت می باشد. یکی از این روش ها، روش الگوریتم کلونی مورچگان (ACO) می باشد. در این مقاله، طراحی خرپاهای سه بعدی با استفاده از تکنیک بهینه سازی کلونی مورچگان به منظور بهبود عملکردشان انجام شده است. تابع هدف در نظر گرفته شده وزن نهایی سازه تحت اعمال محدودیت های مواد و عملکرد در قالب محدودیت های نابرابری و برابری می باشد. تمامی مراحل بهینه سازی و آنالیز سازه ای خرپاهای مورد مطالعه ( نمونه خرپاهای سه بعدی 22 عضوی، 25 عضوی و در نهایت 72 عضوی ) در نرم افزار Matlab کدنویسی و سپس با استفاده از الگوریتم کلونی مورچگان بهینه سازی شده اند. نتایج نشان می دهد، به گارگیری الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچگان در خرپاهای سه بعدی به همگرایی و پایداری نسبتا خوبی منتج می گردد.

Keywords:

خرپای سه بعدی , بهینه سازی , الگوریتم کلونی مورچگان ( ACO ) , نرم افزار Matlab