طراحی و شناسایی پارامترهای موثر بر یک فنر غیرخطی جهت برآورد نمودن نمودار نیرو-جابجایی معین

در این پروژه از کلاس جدیدی از سازه ها تحت عنوان مکانیزم های انعطاف پذیر استفاده خواهد شد که شامل یک یا چند عضو انعطاف پذیر می باشند. به دلیل اینکه این مکانیزم ها صورت پیشرفته تری از مکانیزم های متعارف هستند، کاربردهای آنها روز به روز در حال گسترش است. بسته به شرایط تعریف شده، برخی از اعضای این مکانیزم ها در محدوده الاستیک تحت تغییر شکل بزرگ قرار می گیرند که همین عامل موجب ایجاد شرایط غیرخطی در سازه می شود. با استفاده از این خصوصیت می توان به طراحی فنرهای غیرخطی پرداخت؛ بدین صورت که یک مدل ریاضی متشکل از معادلات استاتیکی و دینامیکی حاکم بر مکانیزم و قیود بین اعضاء شامل نیرو، جابجایی، ممان و شیب در دستگاه مختصات کلی ارائه خواهد شد. در این مدل از توابع مختلفی شامل منحنی بیزیر و غیره جهت تعریف شکل اولیه مکانیزم استفاده می شود. سپس با استفاده از تکنیک حل عددی پرتابه ای چند گانه در ترکیب با روش های بهینه سازی شامل حداقل مربعات خطا و برنامه ریزی غیرخطی درجه دو، معادلات حل خواهند شد. در ادامه، پارامترهای مورد نیاز جهت طراحی فنر غیرخطی شناسایی شده و با تعریف تابع هدف و توابع جریمه، از الگوریتم ژنتیک برای بهینه نمودن این پارامترها استفاده می گردد. همچنین پنج فنر غیرخطی در این پروژه طراحی می شود. در انتها با بررسی روابط بین فنرهای غیرخطی شامل فنرهای سری، موازی و نیز تأثیر پارامترهای مختلف طراحی بر فنر، نمودار نیرو- جابجایی فنر با تغییر ابعاد به نمودارهای دیگر تعمیم داده خواهد شد. کلمات کلیدی: مکانیزم های انعطاف پذیر، تغییر شکل بزرگ، روش پرتابه ای چند گانه، برنامه ریزی غیرخطی درجه دو، منحنی بیزیر، الگوریتم ژنتیک.