مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تکنیک بهینه سازی نوین بر مبنای ارتعاشات برای شناسایی توزیع ثوابت الاستیک و توان کسر حجمی ورق‌های مستطیلی مدرج تابعی

نویسندگان
1 استادیار دانشگاه سمنان
2 دانشگاه سمنان
چکیده
در تحقیق پیش رو، یک روش معکوس جدید جهت تعیین توزیع خواص مکانیکی و توان کسر حجمی صفحات مستطیلی مدرج تابعی ارائه شده است. این روش از نتایج تحلیل ارتعاشی ورق‬های مدرج تابعی به همراه یک الگوریتم بهینه‬سازی فرا‌ابتکاری کارآمد جدید تحت عنوان الگوریتم برخورد قطرات که برای اولین بار در این مقاله ارائه شده است، بهره مند می‌شود. الگوریتم بهینه سازی پیشنهاد شده متکی بر جمعیت اولیه بوده و از رفتار قطرات آب در سطوح مختلف تماس متوالی با سطح یک سیال الهام می‌گیرد. با استفاده تئوری تغییر شکل برشی مرتبه دوم و اعمال اصل همیلتون، معادلات حرکت استخراج شده و در ادامه فرکانس های طبیعی ورق های مدرج تابعی مورد مطالعه، بدست آمده است. نتایج حاصل به ازای فازهای مختلف مواد مورد بررسی و برای نسبت‬های گوناگون طول به ضخامت، بدست آمده و با مقادیر موجود در مقالات مرجع مقایسه شده است. مطالعه مقایسه ای نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از پنج الگوریتم بهینه سازی شناخته شده، تأیید می‌کند که الگوریتم پیشنهادی برخورد قطرات از کارآیی و عملکرد بهتری در سرعت همگرایی و دقت شناسایی مواد مدرج تابعی برخوردار می‌باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A novel vibration-based optimization technique for identifying elastic constant distribution and volume fraction index in functionally graded rectangular plates

نویسندگان English

Ahmad Ghasemi-Ghalebahman 1
Mohammad Moradi-Golestani 2
1 Semnan University
2 Semnan University
چکیده English

In this paper, a new inverse method has been presented for identifying the distribution of material properties and volume fraction index of rectangular functionally graded (FG) material plates. This method benefits from vibration analysis of FG plates accompanied by a novel and efficient meta-heuristic optimization algorithm called Drops Contact Optimization (DCO) algorithm, being proposed for the first time in this article. The presented algorithm relies on the initial population and mimics the behavior of water drops in different level of contacting successively with a fluid surface. Through using the second shear deformation theory and applying the Hamilton principle, the motion equations are derived and, subsequently, the natural frequencies of the considered FG plates are obtained. The outcomes relevant to considered different material phases and various length to thickness ratios are achieved and compared with those available in the literature. Making a comparative study of the obtained results with five well-known optimization algorithms confirms that the proposed DCO algorithm produces better performance in convergent speed and accurate characterization of FG materials.

کلیدواژه‌ها English

Functionally Graded Materials
Vibration analysis
Inverse method
Elastic constants
Drops Contact Optimization algorithm