بهینه‌سازی وزنی و کمانشی پوسته‌های تقویت‌شده کامپوزیتی لایه ای

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشگاه هوایی شهید ستاری- دانشکده مهندسی هوافضا

2 دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی- دانشکده مهندسی مکانیک

3 دانشگاه آزاد نوشهر- دانشکده مهندسی مکانیک

چکیده

در این تحقیق، بهینه‌سازی پوسته‌های استوانه‌ای تقویت‌شده کامپوزیتی لایه ای با تقویت‌کننده‌های رینگی با استفاده از الگوریتم ژنتیک انجام شده‌‌است. توابع هدف شامل رسیدن به حداکثر بار کمانش کلی و حداقل وزن پوسته تقویت‌شده لایه‌ای می‌باشد. بار کمانش با استفاده از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول لوو و روش حل ریلی ریتز به دست آمد. در این تحقیق از معادلات انرژی کرنشی برای پوسته تقویت‌شده کامپوزیتی استفاده شده‌‌است و هر تقویت‌کننده به صورت مجزا در نظر گرفته شده‌‌است به طوری که ابعاد هندسی و خصوصیات موادی هر تقویت‌کننده می‌تواند از بقیه متفاوت باشد. به علاوه، استفاده از این روش توانایی متفاوت در نظر گرفتن خصوصیات موادی تقویت‌کننده‌ها از پوسته اصلی را نیز به طراح می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


[1] Damodar RA, Navin J (1993) Optimal design of grid-stiffened panels and shells with variable curvature. Compos Struct 23: 53–60.

[2] Rikards R, Auzins J (2002) Response surface method in optimum design of lightweight composite structures. In: Proceedings of the Fifth World Congress on Computational Mechanics (WCCM V). Vienna, Austria.

[3] Akl W, Ruzzene M, Baz A (2002) Optimal design of underwater stiffened shells, Struct Multidiscip Optim 23: 297–310.

[4] Rikards R, Abramovich H, Auzins J, Korjakins A, Ozolinsh O, Kalnins K, Green T (2004) Surrogate models for optimum design of stiffened composite shells. Compos.Struct 63: 243–251.

[5] Jarmai K, Snyman JA, Farkas J (2006) Minimum cost design of a welded orthogonally stiffened cylindrical shell. ComputStruct 84: 787–797.

[6] Luspa L, Ruocco E (2008) Optimum topological design of simply supported composite stiffened panels via genetic algorithms. Comput Struct 86: 1718-1737.

[7] Lene F, Duvaut G, Olivier-Mailhe M, Ben Chaabane S, Grihon S (2009) An advanced methodology for optimum design of a composite stiffened cylinder. Compos Struct 91: 392–397.

[8] Sadeghifar M, Bagheri M, Jafari AA (2010) Multiobjective optimization of orthogonally stiffened cylindrical shells for minimum weight and maximum axial buckling load. Thin-Walled Struct 48: 979–988.

[9] Bagheri M, Jafari AA, Sadeghifar M (2011) Multi-objective optimization of ring stiffened cylindrical shells using a genetic algorithm. J Sound Vib 330: 374–384.

[10] Bagheri M, Jafari AA, Sadeghifar M (2011) A genetic algorithm optimization of ring-stiffened cylindrical shells for axial and radial buckling loads. Arch Appl Mech 81: 1639–1649.

[11] Sun G, Mao R (2001) Optimization of stiffened laminated-composite circular-cylindrical shells for buckling. Compos Struct 53: 173–180.

[12] Altenbach H, Altenbach J, Kissing W (2004) Mechanics of composite structural elements. Springer.

[13] Reddy JN, Starness JH (1993) General buckling of stiffened circular cylindrical shells according to a Layerwise Theory. ComputStruct 49: 605–616.