بهینه سازی توپولوژیک سازه همراه با بارگذاری حرارتی و مکانیکی

در دنیای جدید با توجه به هزینه های ناشی از تولید و رویکرد جامعه ی صنعتی در سبک و کوچک تر ساختن سازه ها و قطعات مکانیکی، احساس نیاز به تحولی عظیم در تغییر رویکرد طراحان به مقوله طراحی شدت یافته است. در این پژوهش به بررسی قابلیت ها، میزان کارایی و محدودیت های شاخه ای جدید از علم طراحی به نام بهینه سازی توپولوژیک پرداخته شد. معیار انتخاب مسایل، تلاش در جهت هرچه بهتر نشان دادن قابلیت های بهینه سازی توپولوژیک بوده است. به منظور ارزیابی مسایل پیچیده از الگوریتم های بهینه سازی در محدوده نرم افزار انسیس بهره گرفته شد که ازجمله این مسایل می توان به تیر یکسر گیردار تحت بارگذاری استاتیکی، تیر دوسرگیردار تحت بارگذاری استاتیکی و حرارتی، هندسه گنبدی شکل تحت بارگذاری استاتیکی و حرارتی اشاره کرد. نتایج نشان داد حجم کاسته شده در مدل های نهایی به ترتیب برابر 66.29%، 52.88 %، 50.054% است که این امر طبیعتا مقداری افزایش در تنش و جابجایی مدل نهایی داشته است که طراح با توجه به محدودیت های حاکم بر مسئله حقیقی می تواند آن ها را تنظیم کند. نتایج نشان داد که مقدار میانگین تنش در نمونه های تیر یکسر گیردار، تیر دوسرگیردار و هندسه گنبدی شکل به ترتیب 88، 800 و 6 مگاپاسکال افزایش یافته است. همچنین میانگین میزان جابجایی در این نمونه ها به ترتیب 0.0001، 0.006 و 0.002میلی متر افزایش یافت. به منظور ارزیابی چالش های پیش بینی نشده و بررسی تولید پذیری نمونه های بهینه شده، نمونه گنبدی شکل با توجه به وجود حفره های سه بعدی در بدنه، انتخاب و با استفاده از فرایند ساخت افزایشی تولید شد. نتایج نشان داد که محصول خروجی از دقت مناسبی برخوردار است.