نام پژوهشگر: امیر عرب یار محمدی

بهینه سازی آیزوژئومتریک شکل سازه های سه بعدی با تابع هدف وزن و قید تنش با روش مجانب های متحرک
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی شاهرود - دانشکده عمران 1393
  امیر عرب یار محمدی   مهدی توکلی

چکیده بهینه¬سازی سازه¬ها با در نظر گرفتن شرایط و محدودیت¬های موجود یا همان توابع قید همواره یکی از اهداف مهندسان و طراحان بوده است. تاکنون تحقیقات زیادی بر روی بهینه¬سازی انجام شده و روش¬های مختلفی برای حل پیشنهاد شده است. به طور کلی روشهای بهینه¬سازی را میتوان به سه دسته روشهای ریاضی، معیار بهینگی و فرااکتشافی تقسیم¬بندی نمود. در این تحقیق از روش مجانب¬های متحرک که از جمله روشهای ریاضی به شمار میرود به منظور بهینه¬سازی شکل سازه¬های دو و سه بعدی الاستیک استفاده شده است. لازمه استفاده از روش مجانب¬های متحرک داشتن مشتقات توابع هدف و قیدها نسبت به متغیرهای طراحی است که اصطلاحا تحلیل حساسیت نام دارد. به این منظور میتوان از روشهای تحلیلی، نیمه تحلیلی و روشهای عددی تفاضل محدود استفاده نمود. با توجه به هزینه¬بر بودن روشهای نیمه تحلیلی و عددی نسبت به روش تحلیلی از این روش در تحقیق حاضر استفاده شده است. همچنین روش آیزوژئومتریک به منظور تحلیل سازه¬ها بکار گرفته شده است. در این روش توابع مجهول (تغییرشکلها) با استفاده از توابع پایه اسپلاین که در تولید هندسه مسئله نیز بکار می-روند تقریب زده میشوند. بنابراین برای تغییر هندسه در بهینه¬سازی شکل کافیست مختصات نقاط کنترلی هندسه را تغییر داده و مجددا مسئله را تحلیل نمود. از اینرو استفاده از این روش مشکل تولید شبکه اجزای محدود در هر مرحله از بهینه¬سازی شکل را مرتفع نموده و هزینه محاسبات را تا حد زیادی کاهش میدهد. در این تحقیق وزن سازه به عنوان تابع هدف و محدودیت تنشها به عنوان قید مسئله بهینه-سازی در نظر گرفته شده¬اند. برای نشان دادن کارایی روش¬ مجانبهای متحرک در مسائل بهینه¬یابی شکل و صحت معادلات تحلیل حساسیت استخراج شده، چندین مثال دو و سه بعدی با استفاده از برنامه کامپیوتری تهیه شده در این پایان نامه، ارائه شده است.