بهینه‌سازی طرح سازه‌های پیوسته دو بعدی با استفاده از روش الگوریتم تبرید تدریجی کارآمد

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد ساخت و تولید، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد

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

چکیده

این مقاله کاربرد یک الگوریتم بهینه‌سازی پایه‌‌ریزی شده بر اساس تبرید تدریجی را در بهینه‌سازی وزن و استحکام سازه‌های پیوسته دو بعدی ارائه می‌کند. الگوریتم CMLPSA که الگوریتم تبرید چند نقطه‌ای- چند سطحی اصلاح شده نام دارد، یک روش پیشرفته جستجو برای حالت‌هایی است که هر طرح کاندیدا از میان جمعیتی از نقاط که به صورت تصادفی تولید شده‌اند، انتخاب می‌شود. اصطلاح چند نقطه‌ای برای همه طرح‌های عملی و غیرعملی ارائه می‌شود. افزون بر این، CMLPSA دارای یک استراتژی چند سطحی برای حالت‌های آزمایشی تولید شده به وسیله ادغام همه متغیرهای طرح می‌باشد. در این مقاله تأثیر پارامتر حذف المان و سرعت حذف المان به روش الگوریتم CMLPSA در بهینه‌سازی سازه‌های دو بعدی پیوسته بررسی شده و با نتایج تحقیقات قبلی مقایسه می‌شود. نتایج نشان میدهد که به ازای مقادیر مختلف پارامتر اولیه حذف المان و مقادیر مختلف پارامتر سرعت حذف المان، تغییر چندانی در میزان حجم نهایی و یا تنش فن ‌مایزز نهایی سازه ارائه شده توسط CMLPSA مشاهده نمی‌شود و فقط شکل نهایی سازه برای مقادیر مختلف پارامتر سرعت حذف المان متفاوت است. اما میزان حجم نهایی و تنش فن مایزز نهایی سازه در مقایسه با تحقیقات قبلی در شرایط یکسان بهبود یافته‌اند.

کلیدواژه‌ها


[1] Abolbashari MH, Keshavarzmanesh S (2006) On various aspects of application of the evolutionary structural optimization method for 2D and 3D continuum structures. Finite Elem Anal Des 42(6): 478-491.

[2] Chu DN, Xie YM, Hira A, Steven GP (1997) On various aspectsof evolutionary structural optimization for problems with stiffnessconstraints. Finite Elem Anal Des 24: 197-212.

[3] Bendsoe MP, Kikuchi N (1988) Generating optimal topologies in structural design using homogenizationmethod. Comput Method Appl Mech Eng71: 197-224.

[4] Bendsoe MP (1998) Optimal shape design as a material distributionoptimization. Struct Multidiscip Optim 1: 193-202.

[5] Suzuki K, Kikuchi N (1991) A homogenization method for shape and topologyoptimization. Comput Methods Appl Mech Eng 93: 291-318.

[6] Diaz AR, Bendsoe MP (1992) Shape optimization of structures for multipleloading conditions using a homogenization method. Struct MultidiscipOptim 4: 22-77.

[7] Xie YM, Steven GP (1993) A simple evolutionary procedure for structuraloptimization. Comput Struct 49: 885-896.

[8] Lamberti L (2008) An efficient simulated annealing algorithm for design optimization of truss structures. Comput Struct 86(19-20): 1936-1953

[9] Genovese K, Lamberti L, Pappalettere C (2005) Improved global–local simulatedannealing formulation for solving non-smooth engineering optimizationproblems. Int J Solids Struct 42:203-237.

[10] Lamberti L, Pappalettere C (2007) Weight optimization of skeletal structures withmulti-point simulated annealing. Comput Model Eng Sci 18:183-221

[11] Chen TY, Su JJ (2002) Efficiency improvement of simulated annealing in optimal structural designs. Adv Eng Software 33: 675-80.

[12] Huang MW, Arora JS (1997) Optimal design with discrete variables: some numerical experiments. Int J Numer Methods Eng 40: 165-88.

[13] Lamberti L, Pappalettere C (2003) Move limits definition in structural optimization with sequential linear programming. Part I: Optimization algorithm. Comput Struct 81:197-213.

[14] Lamberti L, Pappalettere C (2004) Improved sequential linear programming formulation for structural weight minimization. Comput Methods Appl Mech 193(33): 3493-3521.

[15] Xie YM, Steven GP (1997) Evolutionarystructural optimization. Springer,London.

[16] Hemp WS (1973) Optimum structures. Clarendon Press, Oxford.