توسعه الگوریتم بهینه‌سازی توپولوژی تکاملی دوسویه برای سازه‌های پیوسته با تابع هدف سختی و فرکانس طبیعی پایه با اعمال قید تقارن هندسی

Abstract

بهینه‌سازی توپولوژی، باهدف تعیین بهترین الگوی توزیع جرم از جامع‌ترین مسائل درزمینه بهینه‌سازی سازه‌ای است. در کنار سختی سازه-ها به‌عنوان رایج‌ترین تابع هدف، بهینه‌سازی فرکانسی از اهمیت بالایی در صنایع مختلف برخوردار است که معمولاً با افزایش فرکانس طبیعی پایه یا بیشینه‌سازی اختلاف دو فرکانس طبیعی متوالی قابل‌دسترسی است. پدیده فرکانس‌های طبیعی چندگانه، وابستگی نتایج بهینه‌سازی توپولوژی به مش، شطرنجی شدن ناحیه طراحی، قید تقارن هندسی و رخ دادن مد‌های ارتعاشی تصنعی محلی در نواحی دارای تمرکز پایین ماده، مهم‌ترین چالش‌های پیش روی طراح در مسائل بهینه‌سازی سختی و فرکانسی هستند که قابلیت ساخت سازه را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهند. در تحقیق حاضر، الگوریتم بهینه‌سازی تکاملی دوسویه که یکی از الگوریتم‌های نوظهور در عرصه بهینه‌سازی توپولوژی برای سختی سازه‌ها به شمار می‌رود، برای مساله سختی و فرکانسی به‌طور مجزا و با استفاده از طراحی یک بسته نرم‌افزاری شامل یک کد متلب و حل گر اجزاء محدود آباکوس پیاده-سازی شده است. همچنین اثر قید تقارن هندسی روی توپولوژی سازه در مساله سختی و فرکانسی لحاظ گردیده است. در همین راستا بهینه‌سازی توپولوژی با توابع هدف سختی و فرکانسی روی یک تیر دوبعدی پیاده‌سازی شده است و درنهایت نتایج بهینه‌سازی برای هر دو تابع هدف با سازه‌ی اولیه مقایسه خواهند شد.