بررسی تاثیر بارگذاری در بهینهسازی توپولوژی سازه با استفاده از قید تنش

تاثیر بارگذاری و شرایط تکیهگاهی در بهینهسازی توپولوژی سازه با استفاده از قیدهای تنش در این مقاله مورد بررسی قرار میگیرد. در این روش از بهینهسازی، هدف طراحی سازهای با حداقل وزن است که تحت بارگذاری اعمالی بتواند تا حد امکان همانند سازه اصلی و کامل مقاومت نماید. بااستفاده از برنامهنویسی اجزا محدود تنشهای سازه محاسبه و با استفاده ازکدبهینهسازیMMA و محاسبات تابع هدف، قیدها، مشتق تابع هدف ومشتق قیدها، بهینهسازی برای یک تیر MBBانجام میگیرد. در مسایلی که دارای نیروهای متمرکز و تکیهگاههای نقطهای میباشند تمرکز تنش موجود در این نقاط مانع از بهینهسازی مناسب این نقاط میگردد. بهمنظور بهینهسازی در محدوده نیروهای متمرکز بجای اعمال نیروی متمرکز می- توان نیرو را بین چند گره در اطراف آن توزیع نمود تا از تمرکز تنش ایجادشده پیشگیری نمود. نتایج حاکی از آن است که در سازه بهینهشدهبا استفاده از تک نیروی متمرکز در زیر نیرو ستونی پلهای تشکیل میشود که با توزیع بار بین چند گره، این عضو حذف میشود. و همچنین در مورد نیروهای تکیهگاهی مفصلی علاوه بر وجود تمرکز تنش و تکینگی تنش در نقطه اعمال نیرو، در نظر گرفتن تکیهگاه بر روی یک گره میتواند موجبدوشاخه شدن اعضای متصل به تکیهگاه گردد که نتایج با در نظر گرفتنقید تکیهگاهی بر روی چندین گره بررسی شد و نتایج نشان داد که سه گره یا به عبارتی دو المان بهترین پاسخ را در شکل نهایی بهینهسازی شده ازنظر طراحی و ساخت ارایه میدهد.

کلیدواژه ها:

بهینهسازی توپولوژی سازه ، قید تنش ، جریمه تنش ، MMA ، SIMP