بهینه‌سازی چندهدفی سازه‌های کامپوزیتی با استفاده از الگوریتم تجمع ذرات مبتنی بر تفکیک

در طراحی سازه های کامپوزیتیِ بزرگ و پیچیده (از لحاظ هندسی و بارگذاری) تعداد لایه‌چینی‌های ممکن و ترتیب قرارگیری لایه‌ها، می‌تواند حالت‌های بسیاری داشته باشد و تعیین لایه‌چینی و کمترین تعداد لایه که استحکام کافی را در سازه ایجاد کند از اهمیت بالایی برخوردار است. به علاوه، در این سازه‌ها، طراح به دنبال دست‌افتن به بهترین مقدار از معیارهای مختلفی نظیر کمترین وزن، بیشترین استحکام، بیشترین قابلیت اطمینان و ... به طور همزمان است. در این مقاله‌ک روش بهینه‌سازی چندهدفی با ساختار دوسطحی ارائه شده و با توجه به اینکه در صفحات کامپوزیتی در کاربردهایی مثل سطح روی بال، کمانش‌کی از مودهای بحرانی ناپایداری است، در بهینه‌سازی، این معیار در کنار وزن در نظر گرفته شده است. در قریب به اتفاق کارهایی که تا کنون در این زمینه انجام شده، کمانش به عنوان قید بوده و وزن کمینه شده است، در حالیکه اطلاع از بیشترین مقدار بار کمانش در وزن‌های مختلف، این تحلیل را به طراح می‌دهد که برای مقادیر مختلف افزایش بار بحرانی کمانش چه میزان افزایش وزن ایجاد خواهد شد. در این چارچوب برای افزایش دقت، از ویژگی‌های الگوریتم‌های تکاملی (الگوریتم تجمع ذرات) و گرادیان پایه (روش برنامه‌ریزی درجه دوم متوالی) به طور همزمان استفاده شده است. رویکرد دوسطحی با روش بهینه‌سازی چندهدفی‌کپارچه شده و روش بهینه‌سازی چندهدفی مبتنی بر تفکیک برای سازه‌های کامپوزیتی توسعه داده شده است. در پایان بهینه‌سازی دوهدفی وزن – کمانش برای سازه کامپوزیتی نمونه پیاده‌سازی شده است.