هدف اصلی این پژوهش استفاده از الگوریتم رقابت استعماری برای تعیین حالت بهینه پوسته استوانه‌ای هدفمند دارای لایه پیزوالکتریک می‌باشد. پارامترهای طراحی این بهینه‌سازی شامل ضخامت و درصد حجمی مواد درنظر گرفته شده‌اند. پوسته مورد بحث دربردارنده سیال داخلی بوده و در عین حال تحت بار متحرک شعاعی خارجی قرار دارد. به‌منظور فرمول‌بندی مسئله، معادلات حاصل از تئوری مرتبه اول برشی و ماکسول ترکیب شده تا روابط حاکم استخراج و با حل آن‌ها با استفاده از روش تحلیلی-عددی مقادیر جابه‌جایی‌های دینامیکی تعیین شوند. در ادامه با استفاده از روابط کرنش-جابه‌جایی و تنش-کرنش، توزیع تنش دینامیکی در پوسته به‌دست آمده است. تحلیل دینامیکی به‌علت وجود بار متحرک ضروری است چراکه پاسخ دینامیکی و ناپایا در مقایسه با مقادیر استاتیک قابل توجه‌اند. به‌منظور اعتبارسنجی تحلیل دینامیکی، از نتایج تجربی و تحلیلی موجود در ادبیات فن استفاده شده است. یک برنامه‌ی کامپیوتری تدوین شده است که روش تحلیل دینامیکی را با الگوریتم بهینه‌سازی رقابت استعماری مرتبط ساخته تا مقادیر بهینه‌ی طراحی را ارائه کند. مزیت عمده‌ی روش پیشنهادی، استفاده از نقاط کنترلی در راستای ضخامت پوسته به‌جای توابع پیش‌فرض برای درصد حجمی مواد که محدودیت‌هایی را از نظر بهینه‌سازی اعمال می‌کنند می‌باشد. در بین این نقاط، درصد حجمی مواد با استفاده از روش میان‌یابی با توابع هرمیت پیش‌بینی شده است. بهینه‌سازی با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری انجام گرفته است. نتایج بهینه‌سازی کارایی روش پیشنهادی را نشان می‌دهد و مزیت این روش انعطاف‌پذیری و همگرایی آسان‌تر آن در تعیین ساختار بهینه است.

واژه‌های کلیدی: الگوریتم رقابت استعماری، پوسته‌ استوانه‌ای، ماده هدفمند، بار متحرک، روش نقاط کنترلی

متن کامل [PDF 544 kb]   (5187 دریافت)