بهینه‌سازی چند‌منظوره‌ی ورقه‌های کامپوزیتی هیبریدی با قید فرکانس با استفاده از بهینه‌سازی گروه ذرات

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 8، دوره 24، شماره 2، شهریور 1392، صفحه 97-113   

نوع مقاله: مقاله کوتاه

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/fum-mech.v24i2.27193

نویسندگان

حسین همتیان^* ؛ عبدالحسین فریدون

چکیده

اصلاح خواص مکانیکی کامپوزیت‌ها براساس نسبت استحکام به وزن در کاربردهای وسیع مورد توجه بوده است. در این کاربردها عقیده بر این است که مقاوم ترین و در عین حال سبک‌ترین و مقرون به صرفه ترین سازه را داشته باشیم. این سه عامل معمولاً در برابر هم عمل می کنند. به همین دلیل، کاربرد الگوریتم‌های بهینه‌سازی برای اصلاح خواص مکانیکی مواد کامپوزیت از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد. کاربرد الگوریتم بهینه‌سازی گروه ذارت (PSO) در بهینه سازی صفحات کامپوزیت متقارن متعادل هیبریدی به‌منظور دست‌یابی به کم‌ترین وزن و هزینه‌ی توأم با در نظر گرفتن قید فرکانس بیان شده است. در این تحقیق تابع هدف، به‌عنوان ترکیبی از وزن و هزینه بهینه شده است. وزن و هزینه تابع تعداد و جنس لایه‌ها می‌باشند. در حالی که، فرکانس طبیعی علاوه بر عوامل فوق تابعی از زاویه الیاف و لایه‌چینی نیز هست. نتایج به‌دست‌آمده از الگوریتم PSO (شامل لایه‌چینی‌های بهینه و تعداد لایه‌های تقویت‌شده با الیاف کربن و شیشه) با نتایج الگوریتم‌های ژنتیک (GA) و کلونی مورچه‌ها (ACO) مقایسه شد. نتایج، مزیت کامپوزیت هیبریدی را تأیید کرد و نشان داد که PSO به نتایجی برابر و حتی در مواردی به نتایجی به‌تر از الگوریتم‌های ذکرشده رسیده است. این الگوریتم بسیار مفید و قابل رقابت با سایر الگوریتم‌های فرا ابتکاری می باشد.

کلیدواژه‌ها

کامپوزیت هیبریدی متعادل متقارن؛ بهینه سازی چند‌منظوره؛ قید فرکانس؛ بهینه سازی گروه ذرات

مراجع