طراحی بهینه سازه های فضاکار مبتنی بر نظریه قابلیت اطمینان با استفاده از الگوریتم ژنتیک

بهینه سازی سازه ها بر اساس نظریه قابلیت اطمینان، با توجه به طبیعت تصادفی پارامترهای سازه ای از قبیل خواص مصالح، بارهای خارجی، ابعاد هندسی و غیره مورد توجه ویژه ای قرار گرفته است. به کمک نظریه قابلیت اطمینان سیستم های سازه ای، می توان عدم قطعیت های ناشی از طبیعت آماری پارامترهای سازه ای را به صورت روابط ریاضی درآورد. متعاقباً، می توان ملاحظات ایمنی و عملکرد را به طور کمی وارد روند طراحی نمود. در این مقاله طراحی بهینه سازه های فضاکار بر اساس کمینه سازی وزن تحت محدودیت قابلیت اطمینان اعضا و سیستم سازه ای صورت گرفته است. در این مسیر با همگرایی موضعی و زمان طولانی لازم برای انجام محاسبات قابلیت اطمینان در سازه های بزرگ مقیاس، روبه رو هستیم. هدف از این مقاله ارایه روشی برای رفع این مشکلات می باشد. با در نظر گرفتن شاخص قابلیت اطمینان به عنوان محدودیت طراحی، محاسبات بهینه سازی احتمال اندیشانه برای سازه های بزرگ، در محدوده زمانی بهینه سازی یقین اندیشانه قرار می گیرد. بررسی نتایج نشان می دهد، این الگوریتم در نظر گرفته شده برای بهینه سازی خرپاهای متقارن با بارگذاری متقارن عملکرد بسیار مناسبی از خود نشان می دهد.

ReliabilityBased Optimal Design of Space Structures Using Genetic Algorithm

Optimization by explicit and deterministic variables is called deterministic optimization. It is known that there are wide varieties of uncertainties which are originated from the errors in modeling and simulation and condition of services such as changes in loading. Moreover, we must consider these uncertainties in different stages of design process of structures. Some of the most important factors which should be consider in structural designing are variation of material properties, geometrical dimensions of the structures, and the loading patterns. On the other hand, deterministic optimization on structures uses the strong safety factors instead of uncertainties. Thus, the resultant designedstructures are leading to the excessive conservative structures that would not be economical and optimal. According to, existing some uncertainties in each level of engineering design process; it is required to consider safety factors in computation of the deterministic optimization. In order to resolve this problem, an efficient approach is recently developed which is called reliability based optimal design. In this method the safety of structures are evaluated based on the failure probability and the aforementioned uncertainties are modeled by the probability distribution of random variables. Finally, the investigated components embedded in the assessed acceptable ranges of safety which is introduces with the failure definition. This practical method can be applied to different structures.