بهینه سازی چند هدفه کسر حجمی صفحات تابعی مدرج پلکانی تحت بارگذاری دو محوره برای بیشینه بار کمانش و کمینه وزن

در این مقاله، بهینه سازی چند هدفه کسر حجمی صفحه تابعی مدرج پلکانی برای افزایش بار کمانش بحرانی و کاهش وزن سازه تحت بار دو محوره بررسی می شود. منظور از صفحه تابعی مدرج پلکانی، صفحه ای است که مشخصات مواد در راستای ضخامت بصورت یک تابع پیوسته تغییر نمی کند؛ بلکه بصورت پلکانی در لایه های متوالی تغییر می کند. هدف مساله بهینه سازی حداکثر بار کمانش بحرانی الاستیک و کمینه کردن وزن صفحه است. بدین منظور روش مجموع توابع هدف وزن دار به کار گرفته شده است. متغیر طراحی کسر حجمی است که در تمام لایه های مجاور متفاوت است. برای فرمول بندی تحلیل کمانش صفحه تابعی مدرج از نظریه تغییر شکل برشی مرتبه اول استفاده شده است. روش ترکیب فازی الگوریتم ژنتیک و بهینه سازی تجمع ذرات برای بهینه سازی کسر حجمی در لایه های مختلف به کار گرفته شده است. نتایج عددی برای صفحه تابعی مدرج پلکانی با صفحه تمام تابعی مدرج که از قانون توانی ساده با شاخص توانی بهینه تبعیت می کند، مقایسه شده است. در انتها، اثر فاکتورهای وزنی، شرایط مرزی، تعداد لایه ها، نسبت طول به عرض، نسبت بار و نسبت عرض به ضخامت صفحه روی طراحی بهینه بررسی شده است. نشان داده خواهد شد که بکارگیری صفحه تابعی مدرج پلکانی می تواند طراحی بهینه تری نسبت به صفحه تابعی مدرج پیوسته باشد.