بهینه سازی چندهدفه پارامترهای میراگر جرمی تنظیم شده به کمک شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات

یکی از کاربردی ترین ابزارها در زمینه کنترل ارتعاشات سازه های بلند، میراگر جرمی تنظیم شده است. میراگر جرمی تنظیم شده متشکل از یک جرم، یک فنر و یک میراگر است که به منظور کاهش پاسخ دینامیکی سازه به آن متصل می شود. این میراگر به گونه ای طراحی می شود که در هنگام بارگذاری سازه، در فاز مخالف حرکت آن شروع به نوسان کند. این امر موجب می شود انرژی سازه در حال ارتعاش، با اعمال نیروی میراگر تلف شود. یکی از مهم ترین مسائل در طراحی میراگر جرمی تنظیم شده، دستیابی به مقادیر بهینه پارامترهایی نظیر: جرم، سختی و میرایی است. با توجه به مطالعات انجام گرفته، در هنگام بهینه سازی پارامترهای پاسخ سازه دارای یک تضاد می باشند؛ به طوری که بهبود یک تابع هدف موجب بدتر شدن تابع هدف دیگر می شود. در نتیجه، برای این مسئله ارتعاشی می توان یک بهینه سازی چندهدفه اجرا نمود. بدین منظور، دو تابع هدف، ماکزیمم جابجایی و ماکزیمم شتاب سازه برای بهینه سازی چندهدفه انتخاب شدند تا به طور هم زمان به حداقل میزان خود برسند. مسئله ی دیگر در طراحی این میراگر، اثرات اندرکنش بین خاک و سازه است. علاوه بر این، وجود تحلیل های متعدد در فرآیند بهینه سازی، زمان زیادی را به خود اختصاص داده و استفاده از سیستمی جهت کاهش زمان شبیه سازی، لازم به نظر می رسد. در این پژوهش، بهینه سازی چندهدفه پارامترهای میراگر جرمی تنظیم شده توسط الگوریتم بهینه ساز اجتماع ذرات مبتنی بر مرتب سازی جواب های نا مغلوب (nspso) انجام شد. برای اجرای این بهینه سازی دو مدل در نظر گرفته شد. یکی مدل کدنویسی شده براساس روش عددی نیومارک و دیگری مدل شبکه عصبی مصنوعی تخمین مساله ارتعاشی است. این روند برای چهار نمونه زلزله و سه نوع خاک نرم، خاک متوسط و خاک سخت و همچنین سازه با پایه ثابت انجام شد. نتایج نشان از قابلیت های شبکه عصبی در تخمین ناحیه پارتو مرتبط با بهینه سازی چندهدفه داشت. علاوه بر این مشاهده شد که اثرات اندرکنش سازه و خاک، ناحیه پارتو را دچار تغییراتی می کند که خود نمایانگر اهمیت این مسئله در طراحی میراگر جرمی تنظیم شده است.