بهینه ‎سازی توپولوژی سازه‎ها بر اساس قابلیت اطمینان برای سازه‌های دارای بار چندگانه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران هسته پژوهشی مهندسی تولید ناب، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

بهینه‎سازی توپولوژیبراساسقابلیتاطمینان(RBTO)برایبه دستآوردنتوپولوژی بهینهبادرنظرگرفتنعدم قطعیت، در متغیرهای طراحیاستفاده می‎شود. بیشتر سازه‎های واقعی در معرض بارهای مختلف در زمان‎های مختلف قرار می‌گیرند و به‌عنوان سازه‎های دارای بار چندگانه شناخته می‎شوند. بهینه‎سازی توپولوژی سازه‎های دارای بار چندگانه، می‎تواند با در نظر گرفتن بارها به‌طور هم‌زمان و یا در زمان‎های مختلف و استفاده از ضرایب وزنی صورت گیرد. در این مقاله الگوریتمی برای پیاده‎سازی RBTO جهت به دست آوردن توپولوژی بهینه سازه‎های دارای بار چندگانه پیشنهاد می‎شود. توپولوژی حاصل از اعمال بارها به‌طور هم‌زمان با توپولوژی حاصل از اعمال بارها در زمان‎های مختلف (استفاده از ضرایب وزنی)، در سازه‎های دارای بار چندگانه و همچنین توپولوژی حاصل از RBTO و بهینه‎سازی توپولوژی قطعی (DTO) مقایسه می‎شود. نتایج نشان می‎دهد، توپولوژی حاصل از استفاده ضرایب وزنی نسبت به زمانی که یکی از ‌بارها به‌تنهایی به سازه وارد می‎شود، بسیار پایدارتر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]         Xie Y. M., Steven G. P., A simple evolutionary procedure for structural optimization, Computers & Structures, Vol. 49, No. 5, pp. 885-896, 1993.
[2]         Yang X. Y., Xie Y. M., G. P. Steven, Querin O. M., Bidirectional Evolutionary Method for Stiffness Optimization, AIAA Journal, Vol. 37, No. 11, pp. 1483-1488, 1999.
[3]         Huang X., Xie Y. M., BESO for Extended Topology Optimization Problems,  in: Evolutionary Topology Optimization of Continuum Structures, Eds., pp. 65-120, John Wiley & Sons, United Kingdom, 2010.
[4]         Hao Li, Liang Gao & Peigen Li., Topology optimization of structures under multiple loading cases with a new compliance–volume product, Engineering Optimization, Vol. 46, No. 6, pp. 725-744, 2014.
 [5]        Kharmanda G., Olhoff N., Mohamed A., Lemaire M., Reliability-based topology optimization, Structural and Multidisciplinary Optimization, Vol. 26, No. 5, pp. 295-307, 2004.
[6]         Kim S. R., Lee W. G., Park J. Y., Yu J. S., Han S. Y., Reliability-based topology optimization using reliability index approach, Proceeding of SPIE, The International Society for Optical Engineering, Vol. 7375, paper  73752W, pp.1-6, 2009.
[7]         Yoo K. S., Eom Y. S., Park J. Y., Im M. G., Han S. Y., Reliability-based topology optimization using successive standard response surface method, Finite Element in Analysis And  Design., Vol. 47, No. 7, pp. 843-849, 2011.
[8]         Kanakasabai P. and Dhingra A. K., An efficient approach for reliability-based topology optimization, Engineering Optimization, Vol. 48, No. 1, pp. 1-15, 2016.
[9]           Mohammadzadeh H., Abolbashari M. H., Reliability-based topology optimization of continuous structure using particle swarm algorithm, Modares Mechanical Engineering, Vol. 17, No. 7, pp. 265-272, 2017. (in Persian)
[10]         Huang X., Xie Y. M., Convergent and mesh-independent solutions for the bi-directional evolutionary structural optimization method, Finite Element in Analysis And  Design., Vol. 4, No. 14, pp. 1039-1049, 2007.
 [11]      Lee J. O., Yang Y. S., Ruy W. S., A comparative study on reliability-index and target-performance-based probabilistic structural design optimization, Computers & Structures, Vol. 80, No. 3–4, pp. 257-269, 2002.
[12]       Du X., First Order and Second Reliability Methods,  in: Probabilistic Engineering Design, Chapter 7, pp. 1-33, Missouri, United States, 2005.