طراحی بهینه محیط پیوسته براساس قابلیت اعتماد با توجه به رشد ترک به کمک تحلیل به روش المان محدود بسط یافته

از آنجا که یکی از مهمترین عوامل خرابی پیش رونده در بسیاری از سازه ها که تحت تاثیر بارگذاری دینامیکی قرار دارند، انتشار ترک ها در حالت خستگی می باشد. یکی از دغدغه های طراحان در هنگام بررسی چنین مسایلی، انجام طراحی به گونه ای است که عمر سازه پس از وقوع ترک، از فاصله های زمانی بازرسی در هنگام بهره برداری بیشتر باشد. با توجه به ماهیت تصادفی مصالح و محل وقوع ترک اولیه، استفاده از روش های احتمالی در تحلیل و طراحی بهینه چنین سازه هایی اجتناب ناپذیر به نظر می رسد. بدین جهت در این تحقیق، ارایه راهکارهای عملی برای طراحی بهینه محیط پیوسته براساس قابلیت اعتماد با توجه به انتشار ترک مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق به منظور عدم نیاز به شبکه بندی مجدد هندسه سازه در هنگام رشد ترک، برای تحلیل سازه از روش المان محدود بسط یافته استفاده شده است. با توجه به وجود خطاهای بزرگ در صورت استفاده از روش¬های تقریبی نظیر form ، sorm و ... در تحلیل قابلیت اعتماد مسایلی نظیر مسایل مکانیک شکست که تابع شرایط حدی غیرخطی دارند، چاره ای جز استفاده از روش های شبیه سازی نیست، بدین منظور در این تحقیق بررسی هایی بر روی روش شبیه سازی wus به عنوان یک روش جدید شبیه سازی انجام گرفت و راهکارهای گسترش بازه و استفاده از نمونه های شبه تصادفی در جهت رفع نقایص و بهبود این روش ارایه گردید. به علاوه روش شبیه سازی نوینی با ترکیب روش های form و مونت کارلو و معرفی مفهوم زیربازه ارایه گردیده است. این روش بدون افزایش خطای پاسخ، باعث کاهش قابل ملاحظه ی حجم محاسبات نسبت به روش مونت کارلو می گردد. در این تحقیق در راستای طرح بهینه، اصلاحاتی در قسمت تولید اعداد تصادفی در الگوریتم اجتماع پرندگان انجام گرفت، بدین صورت که قبل از شروع فرآیند بهینه سازی، ذراتی که دارای فاصله ای کمتر از حد مشخصی با هم می باشند حذف گردیده و به جای آنها ذراتی در نواحی خالی از ذره ی فضای طراحی تولید می گردد. این امر موجب افزایش سرعت همگرایی در فرآیند بهینه سازی گردید. به علاوه جهت کاهش حجم محاسبات و زمان بهینه سازی، از شبکه anfis استفاده شد. توانایی و دقت روشهای پیشنهادی با بررسی مثال های متعدد مورد ارزیابی قرار گرفت. مقایسه نتایج با روشهای معمول، کاهش چشمگیر حجم محاسبات بدون تاثیر قابل ملاحظه در دقت محاسبات را نشان داد.