بهینه سازی توپولوژی خرپا بر اساس عملکرد به روش الگوریتم اجتماع ذرات

بهینه سازی سازه ها در مهندسی عمران یعنی طراحی سازه ها بصورتی که هم مسائل فنی رعایت شوند و هم کمترین هزینه اجرایی را داشته باشند. امروزه سازه های خرپایی با توجه به کاربردهای گوناگون آن بیش از پیش اهمیت پیدا کرده اند. در حال حاضر با توجه به اهمیت سبک سازی در سازه ها و مسائل اجرایی آن ها تحقیقات زیادی در مورد انواع مختلف روش های بهینه سازی در مورد وزن خرپاها انجام گرفته است. در مسائل متداول بهینه سازی توپولوژی خرپا سختی سازه با در نظر گرفتن قیدهای تنش، جابجایی، و کمانش اولرحداکثر می شود. در این نوع مسائل هدف تعیین تعداد، مکان ونحوه ی ارتباط بین اعضای خرپا می باشد، به گونه ای که با کمترین وزن، مقاوم ترین نوع سازه ممکن را که تخطی از قیود ننماید، به دست آوریم. بر این اساس برای بهینه سازی سازه ها روش های مختلفی ابداع گردیده است. در این پایان نامه از روش الگوریتم اجتماع ذرات جهت بهینه سازی توپولوژی خرپا بر اساس عملکرد استفاده شده است. بهینه سازی اجتماع ذرات، یک الگوریتم جدید از هوش دسته جمعی، الهام گرفته از طبیعت می باشد. این الگوریتم با یک گروه از جواب های تصادفی شروع به کار می کند، سپس برای یافتن جواب بهینه در فضای مسأله با بهنگام کردن موقعیت و سرعت ذرهّ ها به جستجو می پردازد. سرعت و موقعیت جدید ذرهّ ها در هر مرحله توسط روابط مربوط به روش الگوریتم اجتماع ذرات بهنگام می شوند. در این اثر یک روش بهینه سازی بر اساس عملکرد تنش ارائه می شود. این روش برای طراحی توپولوژی با حداکثر تنش برای سازه های خرپایی با رفتار خطی ارائه شده است. در این تحقیق برنامه بهینه سازی در محیط نرم افزار matlab نوشته شده و از نرم افزار opensee به عنوان آنالیزگر استفاده شده است. مثال های ارائه شده در این پایان نامه نشان می دهد که تنش در اعضای سازه های آنالیز شده تا حد امکان به تنش مجاز نزدیک می باشد، یعنی از حداکثر ظرفیت سازه استفاده گردیده است. همین امر باعث می شود که وزن سازه به کمترین مقدار ممکن خود برسد. هدف در این اثر نشان دادن کارایی روش بهینه سازی مبتنی بر عملکرد تنش در سازه ها می باشد. این مهم با ذکر مثال هایی و تشریح فرآیند بهینه سازی به خوبی نشان داده شده است.