بهینه سازی توپولوژی سازه فضاکار تخت دولایه با استفاده از الگوریتم جستجوی ذرات باردار اصلاح شده و الگوریتم تکاملی سازه ها

شبکه¬های دولایه پر استفاده¬ترین نمونه¬های اولیه¬ای از سازه¬های فضاکار پیش ساخته بشمار می¬روند که امروزه به دفعات مورد استفاده قرار می¬گیرند. در این تحقیق از یک الگوریتم فرا ابتکاری برای بهینه¬سازی توپولوژی سازه فضاکار ارائه شده است. این الگوریتم که از قوانین حاکم کولمب از الکترواستاتیک و قوانین نیوتن از مکانیک را الهام گرفته شده است، سیستم جستجوی ذرات باردار نامیده می¬شود (css). در css تعدادی ذره باردار (cp) در نظر گرفته شده¬است، که توسط میدان الکتریکی عناصر دیگر تحت تاثیر قرار می¬گیرند و مقدار نیروی برآیند با استفاده از قوانین کولمب و گوس از الکترواستاتیک و چگونگی حرکت با استفاده از قوانین مکانیکی نیوتن تعیین می¬گردد. روش¬های بهینه¬ساز¬ی توپولوژی مهندسان را قادر می¬سازد تا پیکره سازه¬ای مناسب سازه-ها را - متناسب با عملکرد مورد نیاز آن- پیدا کنند. در این تحقیق روش ترکیبی دو مرحله¬ای جدیدی جهت بهینه¬سازی توپولوژی شبکه¬های دو و سه¬لایه ارائه شده است. بهینه¬سازی توپولوژی با استفاده از الگوریتم¬های بهینه¬سازی تکاملی سازه¬ها و الگوریتم سیستم جستجوی ذرات باردار تکامل یافته انجام می¬شود که eso-css نامیده شده است. در بهینه¬سازی توپولوژی سازه تحت شرایط مختلف، مثل تغییر¬مکان گره¬ها، ضریب لاغری و تنش داخلی اعضا کمینه می¬گردد. همچنین، موقعیت تکیه گاه ها و مختصات گره¬ها ثابت فرض شده است و وجود و عدم وجود گره¬های شبکه پایین و سطح مقطع اعضا بعنوان متغیرهای طراحی در نظر گرفته شده است. هدف این است که مهمترین قسمت های سازه جهت انتقال بارها به تکیه¬گاه¬ها مشخص شوند. نتایج عددی نشان می دهد که روش ترکیبی ارائه شده برتری محاسباتی مناسبی دارد.