مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی موقعیت بهینه ساپورت های سازه با استفاده از روش رقابت استعماری و المان محدود اصلاح یافته

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری/ دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه سمنان
2 عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان
3 دانشجوی دکتری/ دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده
طراحی موقعیت مناسب ساپورت های سازه همواره یکی از مسائل مهم و کاربردی در مهندسی بوده و در بهبود کارایی سازه نقش مهمی ایفا می کند. در این مقاله برای طراحی موقعیت بهینه ساپورت های سازه، با بهره گیری از ترکیب روش المان محدود اصلاح یافته و روش بهینه سازی رقابت استعماری مقدار حداکثر ممان خمشی در سازه مینیمم می شود. در اینجا ساپورت های در نظر گرفته شده به صورت صلب و الاستیک می باشد. روش بهینه سازی رقابت استعماری در مقایسه با روش های گذشته نسبت به طراحی موقعیت بهینه ساپورت ها، روشی قدرتمند و کارا بوده و در تعداد تکرار کمتری به نتایج بهتری می رسد. استفاده از روش المان محدود اصلاح یافته علاوه بر کاهش حجم محاسبات و بالا بردن سرعت همگرایی الگوریتم بهینه سازی، امکان رسیدن به موقعیت بهینه سراسری ساپورت ها را فراهم می کند. برای نشان دادن کارایی و قدرت روش حاضر در یافتن نقطه بهینه سراسری مسئله، موقعیت بهینه ساپورت ها برای سه سازه متداول طراحی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که تعیین موقعیت بهینه ساپورت ها با استفاده از ترکیب روش های ارائه شده، مقدار حداکثر ممان خمشی سازه را به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش می دهد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Optimal Design of Structural Support Positions using Imperialist Competitive Algorithm and Modified Finite element

نویسندگان English

mojtaba Sheikhi 1
morteza Sheikhi 3
چکیده English

The design of the structural supports has always been practically important in engineering applications. In addition to holding a structure properly, supports can also be utilized to improve the structural performances. In this study, by using modified finite element method (MFEM) and Imperialist Competitive Algorithm (ICA), the maximum of bending moment was minimized. In this paper both elastic and rigid supports are taken into account. As compared to other design optimization methods, ICA is robust, more efficient, and requiring fewer number of function evaluations, while leading to better quality of results. Appling the modified finite element method not only reduces computational cost and increases convergence rate, but also reach the global optimum position of supports. Three classical examples are given to demonstrate the validity and capability of the proposed optimization procedure for finding the global support positions. Results show that support position optimization by using present method, can reduce the maximal moment significantly, and deserves more investigation.

کلیدواژه‌ها English

Structure
Support
Modified finite element Method (MFEM)
Bending moment
imperialist competitive algorithm (ICA)