بهینه سازی توپولوژی سازه های فضاکار با استفاده از تیپ بندی موثر اعضا و روش بهینه سازی جستجوی گرانشی اصلاح شده

سازه های فضاکار از جمله سازه های سه بعدی با شکل خاص می باشند. اغلب سازه های فضاکار را می توان به شبکه ها، گنبدها و چلیک ها دسته بندی کرد. شبکه دولایه یک مثال کلاسیک در رابطه با سازه های فضاکار به حساب می آید. با پیشرفت ابزارهای محاسباتی و افزایش سرعت کامپیوترهای پیشرفته، برای ارائه یک محصول قابل رقابت، بحث بهینه سازی یک ابزار لازم الاجرا در پروسه طراحی به حساب می آید. عموماً بهینه سازی سازه ها می تواند در سه شاخه اندازه، شکل هندسی و توپولوژی پیگیری شود. در این مطالعه برای بهینه سازی توپولوژی شبکه ی دولایه و سه لایه دو روش موثر ارائه شده است. روش اول به وسیله ی اصلاح الگوریتم جستجوی گرانشی به دست می آید که mgsa نامیده شده است. روش دوم یک الگوریتم دومرحله ای با نام eso-gps است که حاصل ترکیب روش های بهینه سازی تکاملی (eso) و الگوریتم اجتماع ذرات گرانشی (gps) می باشد. برای رسیدن به الگوریتم mgsa در هر تکرار اجرام برتر شناسایی شده و به عنوان رهبر گروه انتخاب می شوند. دیگر اجرام به صورت تصادفی در این گروه ها قرار می گیرد بطوری که در هر گروه اجرام خوب و بد بصورت تقریباً مشابه موجود باشد. برای رسیدن به موقعیت جدید برای هریک از نمونه ها در این الگوریتم، فقط رهبر گروه می تواند به بقیه اجرام آن گروه نیرو وارد کند. در الگوریتم eso-gps ابتدا توسط الگوریتم eso یک بهینه سازی اندازه برای شبکه دولایه و سه لایه انجام می شود سپس نتایج خروجی eso برای ارتقای الگوریتم gps مورد استفاده قرار می گیرد. الگوریتم gps برای تشخیص توپولوژی بهینه ی سازه های با مقیاس بزرگ و همچنین با متغیرهای گسسته استفاده می¬شود که در آن موقعیت جدید نمونه ها با سرعت جدید pso و شتاب الگوریتم gsa بدست می آید. تابع هدف در بهینه سازی توپولوژی مینیمم کردن وزن سازه تحت قیودی مانند جابه جایی گره ها، تنش حداکثر اعضا و ضریب لاغری اعضا می باشد. همچنین در این مطالعه برای کاهش فضای جستجو یک روش موثر برای تیپ بندی اعضا ارائه شده است. در این استراتژی پروفیل بدست آمده برای هر تیپ حاصل از الگوریتم mgsa یا gsa، برای المان هایی که نیروی داخلی آنها کمتر از یک مقدار مشخص است، یک یا دو شماره کاهش می یابد. در مسائل حل شده بهینه سازی توپولوژی شبکه دولایه و سه لایه توسط الگوریتم های gsa، mgsa، gps، eso-gps بدست آمده است. نتایج عددی نمایان گر موثر بودن الگوریتم mgsa و eso-gps و همچنین بهبود یافتن تیپ بندی سازه با ارائه استراتژی جدید برای تیپ بندی سازه های بزرگ مقیاس، می باشد.