4771

4771

بهينه سازي ارتعاشي ورق كامپوزيتي تحت قيد فركانسي

كارشناسي ارشد

1385

دكتر بهروز فرشي

دكتر مهرداد شكريه

06

در اين پايان نامه روشي براي يافتن آرايش بهينه يك ورق چند لايه كامپوزيتي كه تحت يك قيد فركانسي خاص قرار دارد ،ارائه مي شود . اين آرايش بهينه شامل تعيين تعداد لايه هاي ورق ،يافتن زاويه الياف براي هر لايه ،ترتيب چينش لايه ها روي هم و نهايتا تعيين ضخامت لايه ها است . الگوريتم معرفي شده در اين مطالعه ،الگوريتم لايه به لايه اصلاح شده نام دارد . كه مبناي آن ، روش بهينه سازي شناخته شده اي به نام روش لايه به لايه است ، با اين تفاوت كه در روش جديد ، امكان كنترل مراحل الگوريتم به كمك چند پارامتر تعريف شده و مشخص فراهم شده است . از اين طريق ، بر خلاف مطالعات گذشته كه در آنها تعداد لايه ها همواره از پيش معين بودند ، تعداد لايه هاي ورق نيز به عنوان يك پارامتر طراحي اضافي براي رسيدن به آرايش بهينه در نظر گرفته مي شود . علاوه بر ويژگي عنوان شده در فوق ،بعد ديگري كه در طراحي اين الگوريتم براي اولين بار به شكل موثر مورد توجه قرار گرفته است ،افزايش راندمان اقتصادي طراحي ورق با دو مرحله نمودن فرياند بهينه سازي آن است ،بدين شكل كه همواره مي توان با جايگزين نمودن جنس تعدادي از لايه هاي داخلي ورق با يك جنس ضعيف تر ، بدون كاهش قابل توجهي در عملكرد رفتار ارتعاشي ورق ، از نقطه نظر اقتصادي نير يه يك آرايش بهينه دست يافت . طراحي هاي اقتصادي مشابهي كه پيش از اين در مطالعات قبلي مورد بررسي قرار گرفته اند ،هيچگونه روند طراحي سيستماتيكي را معرفي نكرده و همچنين همواره از قيدهاي هاصي برخوردار بوده اند . ورق مورد بحث دراين مطالعه يك ورق مستطيلي با آرايش متقارن است كه ميتواند هر تركيب دلخواهي از شرايط مرزي استاندارد را دارا باشد . نسبت هندسي اضلاع ورق پارامتري دلخواه در نظر گرفته شده است كه بسته به شرايط مساله توسط طراح تعيين مي شود . قيد فركانسي حاكم بر روق نيز در اينجا وجود يك محدوديت عددي روي يك خاصيت فركانسي مربوط به ارتعاش آزاد ورق است كه اين خاصيت فركانسي مي تواند فركانس طبيعي اول ، يا جدايش بين دو فركانس طبيعي دلخواه و متوالي ورق باشد . جهت امكان اعمال الگوريتم براي تمام شرايط مرزي ،روش حل تقريبي ريتز به عنوان روش آناليز ارتعاشي در نظر گرفته شده كه براي حل معادله ديفرانسيل ارتعاش آزاد ورق در هر مرحله از الگوريتم مورد استفاده قرار مي گيرد . اين معادله ديفرانسيل ، براي حالت متقارن ورق بدون محدوديت صفر بودن كوپل خمش - پيچش در نظر گرفته شده است . در نهايت طراحي بهينه حاصل از به كار بستن روش مورد بحث در اين پايان نامه ، خروجي يك نرم افزار بهينه سازي است كه در آن براي تعيين طراحي بهينه ،ترتيب و چينش لايه ها به ترتيب از سمت لايه هاي دروني مشخص مي شود . نتايج حاصل از به كار بردن اين نرم افزار در فصل پاياني اين مطالعه نشان داده شده و مزاياي حاصل از اعمال آن طي چند مثال با ساير روشهاي موجود مقايسه شده است .