تحلیل ارتعاشات و فرم‌یابی مبتنی‌بر الگوریتم ژنتیک سازه‌‌های تنسگریتی منشوری محاط در کره

Abstract

در این مقاله به فرم‌یابی هوشمند و ارزیابی توابع چند موضوعی با هدف ایجاد تعادل و بهینه‌سازی سازه تنسگریتی[i] منشوری با مقطع مثلثی بر پایه الگوریتم ژنتیک و تحلیل رفتار ارتعاشات آزاد و اجباری سازه پرداخته شده است. معادلات دینامیک غیرخطی سیستم با استفاده از روش لاگرانژ و اجزا محدود استخراج شده است. فرایند فرم‌یابی پیشنهادی‎ قابلیت تعیین اشکال پیچیده بدون محدودیت‌های ابعادی را دارا می‌باشد. سازه‌های تنسگریتی پایدار از میان پیکربندی‌های‎ تصادفی و بر اساس محدودیت‌های تعریف شده (گره‌های محاط بر سطح خارجی کره، توازی و مساحت سطوح بالایی و پایینی) تولید و با استفاده از تابع تناسب فرم‌یابی می‌شوند. فرم‌یابی، در دو حالت مختلف با ماتریس اتصال مشخص و موقعیت مشخص و تصادفی عضوها (میله‌ها و ریسمان‌ها) بررسی شده است. عملکرد الگوریتم ژنتیک پیشنهادی و فرم‌های استخراج شده با روش‌ چگالی نیرو صحه‌گذاری و رفتار ارتعاشی آنها در قالب بررسی فرکانس‌های طبیعی و شکل‌مودهای مربوطه همچنین بارگذاری خارجی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحلیل‌ها در قالب یک مطالعه مقایسه‌ای، قابلیت روش فرم‌یابی پیشنهادی و استخراج پیکربندی‌های سازه‌های تنسگریتی از منظر مشخصه‌‎های ارتعاشی را نمایش می‌دهد. [i] Tensegrity Structure