31458

مطالعه مقايسه اي بر روي تاثير الگوريتم هاي فرا كاووشي در بازيابي تنش گرهي در مسائل سه بعدي در روش اجزا محدود

ارشد

عمران - سازه

1400

18/06/1403

دكتر محسنعلي شايانفر

ندارد

عمران

چكيده در روش اجزائ محدود FEM ابتدا مولفه¬هاي تنش درون عناصر محاسبه مي¬شوند و سپس اين مولفه¬ها به گره بازيابي مي¬شوند. از آنجايي كه مولفه¬هاي تنش از جابجايي محاسبه مي¬شوند داراي خطا و دقت كمتري هستند. براي فرايند بازيابي تنش چندين روش وجود دارد كه در اين پژوهش دو روش بازيابي تنش گرهي پيشنهاد شده¬ است. اولين روش، الگوريتم بهينه¬سازي اجسام برخوردي(CBO) است كه الگوريتم شامل سه بخش است. ورودي كه شامل تعداد متغييرها و حدود تابع است. بخش حلگر كه در اين مرحله فرمول¬هاي الگوريتم شامل ضريب استرداد، محاسبه مقدار جرم، جرم قبل از برخورد، جرم بعد از برخورد، نحوه تكرار مسئله، دسته بندي داده¬ها از طريق¬ مينيمم كردن و مراحل ديگر مي¬باشد كه براي الگوريتم تعريف و محاسبه مي¬گردد. در مرحله خروجي متغييرهاي مسئله كه در اينجا ضرايب چند جمله-اي است، محاسبه مي¬گردد. يك تابع F معرفي شده كه در چيدمان تابع از جملات مثلث خيام-پاسكال استفاده مي¬كند اما از ضرايب جملات خيام-پاسكال استفاده نمي¬شود بلكه وظيفه الگوريتم بدست آوردن همين ضرايب است. مختصات نقطه مورد نظر را وارد كرده و الگوريتم ضرايب چند جمله¬اي و مقدار تابع F كه در اين پژوهش از جنس تنش است محاسبه و خروجي مي¬دهد. الگوريتم دوم بهينه¬سازي توده ذرات (PSO) مي¬باشد كه در قسمت ورودي متغييرهاي مسئله را معرفي مي¬كند و حدود تابع¬ها را مشخص مي¬كند. در قسمت حلگر فرمول¬هاي الگوريتم بكار گرفته مي¬شود. سرعت و موقعييت ذره و بهترين موقعييت ذره در اين مرحله مشخص مي¬گردد. تابع f كه جملات آن از مثلث-خيام پاسكال، بدون توجه به ضرايب آن برداشته مي¬شود. وظيفه الگوريتم محاسبه ضرايب جملات است كه در خروجي الگوريتم به ما مي¬دهد. مقدار تابع f در اين پژوهش از جنس تنش است. در ادامه از نرم افزار اباكوس و كدنويسي متلب در روش اجزاي محدود براي مدل كردن يك تير طره با ابعاد معرفي شده در بخش¬هاي بعدي استفاده مي¬شود. مقدار تنش را محاسبه و با هم مقايسه مي¬كنيم و ميزان خطا و دقت را مي¬سنجيم. روش اجزاي محدود داراي تابع شكلي، ماتريس سختي، مشتق، انتگرال و پيچيدگي است كه مي¬خواهيم با استفاده از دو الگوريتم نامبرده به آساني و با صرف هزينه و زمان كمتر و بدون پيچيدگي مقدار تنش محاسبه شده از اجزاي محدود را محاسبه نماييم. مقدار تنش اجزاي محدود و مقدار F حاصل از الگوريتم¬ها كه دراين پژوهش از جنس تنش را مقايسه مي¬نماييم. اختلاف آنها بايد داراي كمترين مقدار باشد تا جواب¬هاي بدست آمده قابل قبول باشند.

1403/08/06

A comparative study on the effect of the meta-exploratory algorithm on stress recovery in three-dimensional problems in finite element method.

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract In the Finite Element method, the stress components are first included in the elements and then these components are restored to the node. Since the stress components are calculated from the displacement, They have less error and accuracy. There are methods for the recovery process, and in this research, two nodal stress recovery techniques are proposed. The first method is the colliding body optimization algorithm (CBO), which consists of three parts. The input contains the number of variables and limits of the function. The part of the solver, in this stage, the formulas of the algorithm include the coefficient of restitution, the calculation of the amount of mass, the mass before the collision, the mass after the collision, how to repeat the problem, categorize the data through minimization, and other steps that are defined for the algorithm. and is calculated. In the output stage, the variables of the problem, which are polynomial coefficients here, are calculated. A function f is introduced, which uses Khayam-Pascal triangle sentences in the function arrangement, but the coefficients of Khayam-Pascal sentences are not used, but the task of the algorithm is to obtain these coefficients. Enter the coordinates of the desired point and the algorithm calculates and outputs the polynomial coefficients and the value of the function f, which in this research is of the stress type. The second algorithm is particle mass optimization (PSO) which introduces the variables of the problem in the input part and defines the limits of the functions. Algorithm formulas are used in the solver part. The speed and position of the particle and the best position of the particle are determined in this step. The function f its sentences are removed from the Pascal-Khaiyam’s triangle regardless of its coefficients. The task of the algorithm is to calculate the coefficients of the sentences that ‘it gives us in the output of the algorithm. The value of the function f in this research is of stress type. In the following, Abaqus software and MATLAB coding in the finite element method are used to model a beam with the dimensions introduced in the next sections. We calculate and compare the amount of stress and measure the amount of error and accuracy. The method of finite elements has a shape function, stiffness matrix, derivative, integral, and complexity. We want to calculate the stress value of finite elements easily and with less cost and time without complexity using the two mentioned algorithms. The stress value of finite elements and the value of f resulting from the algorithms we compare in this research on the type of stress. Their difference should be the smallest so that the obtained answers are acceptable. Keywords Finite Element Method, Error estimation, Metaheuristics, Optimization, Colliding

واژه‌هاي كليدي: بازيابي تنش گرهي ، الگوريتم بهينه¬سازي اجسام برخوردي و الگوريتم بهينه¬سازي توده ذرات، تخمين خطا، روش اجزاء محدود.

Keywords Finite Element Method, Error estimation, Metaheuristics, Optimization, Colliding Bodies Optimization, Particle Swarm Optimization

fatemeh karimi

Dr.mohsenali shayanfar