مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بهینه‌سازی پارامترهای مؤثر بر صفحات همسانگرد حاوی گشودگی‌های چندضلعی منتظم با استفاده از الگوریتم اجتماع ذرات

نویسندگان
1 استادیار دانشگاه صنعتی شاهرود
2 دانشجوی دانشگاه شاهرود
چکیده
یکی از نگرانی‌های طرّاحان، شکست سازه‌ها در نتیجه‌ی تمرکز تنش در ناپیوستگی‌های هندسی است. ضریب تمرکز تنش در اثر وجود گشودگی، پارامتری کلیدی در کاهش ظرفیت تحمل بار سازه است. در تحلیل صفحات همسانگرد حاوی گشودگی، هندسه‌ی گشودگی، شعاع انحنای گوشه‌ی گشودگی، جهت‌گیری(زاویه‌‌ی چرخش) گشودگی و زاویه‌ی بار از جمله پارامترهای تأثیرگذار بر میزان تمرکز تنش در اطراف گشودگی می‌باشند. لذا در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از روش الگوریتم اجتماع ذرات، پارامتر‌های بهینه جهت دستیابی به کمترین مقدار تنش در اطراف گشودگی‌های چندضلعی در صفحات همسانگرد تحت کشش تک محوره معرفی شود. در مطالعه‌ی حاضر، از روشی تحلیلی برای محاسبه‌ی تنش در اطراف گشودگی‌های مختلف استفاده شده است. مطابق این روش با استفاده از نگاشت همنوا روش متغیّر مختلط موسخلیشیولی که فقط برای گشودگی‌های دایروی و بیضوی بود، به سایر گشودگی‌ها تعمیم داده شده است. نتایج ارائه شده در این باره نشان می‌دهد که با انتخاب شکل مناسب گشودگی و انتخاب پارامترهای بهینه‌ی آن می‌توان ضریب تمرکز تنش صفحات دارای گشودگی را به میزان قابل توجهی کاهش داد و حتی در مواردی به ضریب تمرکز تنشی کمتر از تمرکز تنش ناشی از گشودگی دایره‌ای دست یافت.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Optimization of effective parameters on isotropic plates with regular polygonal cutouts using particle swarm Algorithm

نویسندگان English

Mohammad Jafari 1
Seyed Ahmad Mahmodzadeh Hosseini 2
چکیده English

One of the designers concerns is structural failure as a result of stress concentration in the geometrical discontinuities. Stress concentration factor in the presence of cutout, is a key parameter in reducing the structural load-bearing capacity. In the analysis of perforated isotropic plates, the effective parameters on stress distribution around cutouts are the cutout geometry, curvature radius of cutout corner, rotation angle of cutout and load angle. In this study, using PSO method it has been tried to introduce the optimum parameters to achieve the minimum amount of stress around the n-sided cutouts in isotropic plates under uniaxial tension. In this paper, an analytical method has been used to calculate the stress around cutouts with different shapes. According to this method, by using the conformal mapping, Muskhelishvili’s complex variable method which is only for circular and elliptical cutouts, has been developed for the other cutouts. The results presented in this case shows that by choosing the appropriate shape of cutout and the optimal effective parameters, stress concentration factor can be significantly reduced and lowest stress concentration factor rather than amount of stress concentration corresponding to circular hole can be achieved.

کلیدواژه‌ها English

isotropic plates
Particle Swarm Algorithm
polygonal cutout
analytical method