در این مقاله روشی برای بهبود اعمال قید تنش در طراحی توپولوژی سازه‌ با جرم کمینه ارائه شده ‌است. برای فرمول‌بندی مسئله بهینه‌سازی توپولوژی از روش اجزای محدود و برای مدل‌سازی مصالح از تابع چگالی مصنوعی استفاده شده‌ است. برای محاسبه میزان تنش در اجزا از تنش فون‌میزز در نقاط انتگرال‌گیری گوس موسوم به نقاط فوق‌همگرا استفاده شده است. به منظور کاهش زمان و هزینه محاسبات از فن خوشه‌بندی قیود تنش مجتمع شده با روش P-norm برای کاستن از تعداد قیود مسئله بهینه‌سازی، که متناسب با تعداد المان‌های به کار رفته در مدل محاسباتی مسئله است، استفاده شده است. به این منظور تعداد زیادی از قیدهای تنش محلی با تعداد محدودی قید تنش سراسری جایگزین می‌شود. توصیف کاملی از فرمول‌بندی و تحلیل حساسیت قید تنش که با استفاده از روش الحاقی صورت پذیرفته، ارائه شده است. به علت پیچیدگی بهینه‌سازی توپولوژی با استفاده از قیدهای تنش، روش مجانب‌های متحرک برای حل مسئله بهینه‌سازی مورد استفاده قرار گرفته است. برای بررسی کارایی روش چند مثال تنش صفحه‌ای ارائه و با سایر پژوهش‌ها ارزیابی شده است. نتایج به‌دست آمده حاکی از مزیت روش محاسباتی ارائه شده در تولید توپولوژی‌های قابل قبول و کاربردی است.

واژه‌های کلیدی: بهینه سازی توپولوژی سازه، قید تنش، خوشه‌بندی، جریمه تنش، SIMP، MMA

متن کامل [PDF 1192 kb]   (5529 دریافت)