بهینه‌سازی چندمعیاری توپولوژی سازه‌ها بر اساس حداکثر کردن سختی و حداقل کردن تنش

Abstract

سختی و مقاومت سازه‌، دو ویژگی مهم و حیاتی آن می‌باشند. در تحلیل و طراحی سازه‎ها، طراحان همواره به دنبال روش‎هایی هستند که بین این دو ویژگی مهم نوعی تعادل و توازن برقرار کنند. در دهه‎های اخیر تلاش‎های بسیاری روی بهینه­سازی سختی سازه‎ها صورت گرفته است. لذا در این سازه‎ها همواره نمی‎توان از استحکام آن مطمئن بود. از این‌رو بررسی مقاومت سازه‎ها نیز حائز اهمیت ویژه‎ای است. برای حداکثر سازی مقاومت سازه لازم است که تنش حداکثر ایجاد شده در بخش‎های مختلف سازه حداقل گردد. در همه‎ تحقیقات گذشته، تنش به عنوان قید بهینه‌سازی قرار گرفته و هرگز به طور مستقیم به عنوان تابع هدف طراحی بررسی نشده است. قید قرار دادن تنش اگرچه کمتر بودن تنش را از یک مقدار ویژه تضمین می‌کند، ولی نمی‎توان انتظار داشت که تنش را به حداقل مقدارش برساند. در بهینه‌سازی هر دوی این معیارها باید توجه داشت که بهینه کردن یکی از این دو معیار به مفهوم بهینه­سازی معیار دوم نیست، در نتیجه بهینه‌سازی هر دو معیار هم­زمان باید مورد توجه قرار گیرد. در تحقیق حاضر، روش ESO برای بهینه‌سازی اندازه سازه‌ها بر اساس بهینه‌سازی هم­زمان سختی و مقاومت استفاده شده است. برای ایجاد یک معیار کلی حاصل از دو معیار، از روش وزنی و ضرایب وزن استفاده شده است و در نهایت ترکیب خطی دو معیار وزن‌دار، معیار کلی سازه را تشکیل می‌دهد. برای تحلیل و طراحی سازه‎های بهینه‌ی مورد بررسی در این تحقیق، برنامه‎ای در محیط MATLAB ایجاد شده است.