تعیین توزیع بهینه ی خواص ماده در لوله های با مقطع دایره و بیضی تحت بارهای فشاری و برشی با کمک روش اجزا محدود و الگوریتم ژنتیک

در این پایان نامه، از روش اجزا محدود و الگوریتم ژنتیک برای تعیین بهینه ی خواص ماده(material tailoring) برای تحلیل خواص مکانیکی در مسائل الاستیسیته صفحه ای استفاده شده است.بر مبنای تئوری الاستیسیته ی صفحه ای در حالت تعادل به واسطه ی دو روش تابع وزن و روش به حداقل رساندن انرژی پتانسیل به فرم ضعیف مورد نیاز برای نوشتن مدل اجزا محدود دست پیدا کردیم که سپس با استفاده از توابع شکل لاگرانژ در مختصات طبیعی و فرم ضعیف توانستیم مدل اجزا محدود مسائل الاستیسیته صفحه ای را بدست بیاوریم. در این روش به طور کلی نیاز به شبکه بندی هندسه مسئله است.در ادامه ضرورت بهینه سازی و الگوریتم های بهینه سازی معرفی شده اند که الگوریتم ژنتیک به عنوان پرکاربرد ترین الگوریتم بهینه سازی مورد استفاده قرار گرفته است.چگونگی استفاده از الگوریتم ژنتیک در برنامه متلب نیز آورده شده است.سپس فرایند های تولید مواد هدفمند در حوزه ی خیاطی ماده (material tailoring)بیان شده است که به واسطه آنها می توان ماده هدفمند را با خصوصیات دلخواه تولید کرد. مدول یانگ موثر را در اینجا به عنوان متغیر طراحی و مقدار ماکزیمم تنش von misesرا نیز به عنوان تابع هدف در نظر می گیریم که وقتی الگوریتم بهینه سازی ما متوقف می شود که مقدار تابع هدف به بهینه ترین مقدار که همانا کمترین مقدار است، برسد.در این پایان نامه ما ضریب پواسون را ثابت فرض کرده ایم به این دلیل که تمامی متغیر های طراحی ما از جنس مدول یانگ باشند. سپس با استفاده از روش های ذکر شده و فرضیات مسائل مسئله کرنش صفحه ای استوانه دایره ای تحت فشار را حل کرده ایم و نتایج آن را با نتایج مقالات معتبر مقایسه کرده ایم بعد از آگاهی از دقت قابل قبول روش حل مسائل کرنش صفحه ای، استوانه دایره ای توخالی تحت بارگذاری برشی و متمرکز را نیز حل کرده ایم. در مقالات معتبر کمتر به مسائل کرنش صفحه ای استوانه ها با سطع مقطع بیضوی پرداخته شده است که در اینجا ما مسائل کرنش صفحه ای مربوط به استوانه بیضوی تحت فشار و تحت بارگذاری برشی را حل می کنیم. کلمات کلیدی:روش اجزا محدود– الگوریتم ژنتیک–الاستیسیته صفحه ای-خیاطی ماده(material tailoring)– بهینه سازی– مواد هدفمند.