بهینه‌سازی جاذب انرژی لانه‌زنبوری با استفاده از الگوریتم ژنتیک بر اساس سطوح پاسخ و طراحی آزمایش‌ها؛ بخش نخست: مشخصات ضربه‌پذیری

Abstract

در این مقاله، جاذب انرژی از نوع لانه‌زنبوری طراحی و با پیاده‌سازی الگوریتم ژنتیک بهینه‌سازی شده است. هدف، جذب تمام یا بخش عمده انرژی جنبشی در برخورد است. هم‌زمان کاهش سطح شوک وارده نیز به عنوان یک هدف طراحی اعمال شده است. در بخش نخست، مشخصه‌های ضربه‌پذیری و رفتار ساختار لانه‌زنبوری دربرابر ضربه استخراج و بررسی پارامتری انجام شده است. در بخش دوم از نتایج جهت بهینه‌سازی جاذب ضربه استفاده شده‌است. در این بخش بارگذاری دینامیکی ساختار لانه زنبوری در نرم‌افزار المان محدود داینا شبیه‌سازی شده است. جهت بررسی اثر و اهمیت فاکتورهای موثر در عملکرد جذب انرژی، مطالعه پارامتری انجام شده است. جهت کاهش حجم محاسباتی، ساختار لانه‌زنبوری به‌صورت هندسه‌ تکرارشونده Y مدل شده است. به روش طراحی آزمایش‌ها اثر مشخصات ماده مانند مدول یانگ، تنش تسلیم، مدول مماسی و مشخصات هندسه ماده مانند اندازه سلول، ضخامت فویل و همچنین اثر سرعت برخورد بررسی شده است. تعداد 25 هندسه با ارتفاع یکسان و اندازه سلول و ضخامت مختلف شبیه‌سازی و تغییرات تنش میانگین و بیشینه و انرژی‌های ویژه با ضخامت و اندازه سلول مطالعه شده است. نتایج نشان داد که خصوصیات ضربه‌پذیری ساختار شامل تنش میانگین و بیشینه، به ضخامت و اندازه سلول وابستگی زیاد دارد در حالی که این مقادیر به مدول یانگ ماده و ضریب اصطکاک و ارتفاع سلول وابستگی کمتری دارد. تغییر در هندسه سلول لانه‌زنبوری تنش میانگین فروریزش را بیش از تنش بیشینه متاثر می‌کند. در این میان اثر تغییر ضخامت نسبت به تغییر ابعاد سلول اهمیت بیشتری دارد.