نام پژوهشگر: جواد درزی رامندی

بهینه سازی استوانه ای ایزوگرید با استفاده از روش های اکتشافی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه علم و صنعت ایران - دانشکده مهندسی مکانیک 1384
  جواد درزی رامندی   کامران دانشجو

در سازه های هوایی و صنعت هوافضا کارآیی سازه از اهمیت فوق العاده ای برخوردار می باشد که این مساله باعث نیاز به طراحی سازه های با مقاومت بالا و وزن کم شده است. سازه های استوانه ای در صنایع فوق کاربردهای فراوانی دارند. بدنه هواپیما و مخازن سوخت فضاپیما از کاربردهای این سازه ها در صنعت هوافضا هستند. استوانه های تقویت شده شبکه ای، استوانه هایی هستند که دارای نوع خاصی از تقویت کننده ها در سطح داخلی یا خارجی و یا هر دو هستند. تقویت کننده ها مقاومت در برابر استوانه ها را بدون ایجاد اضافه وزن فوق العاده، بطور چشمگیری افزایش می دهند. هر سازه تقویت شده می تواند دارای ترکیب رینگ یا استرینگر ساده بوده و یا دارای نمونه پیچیده تر ایزوگرید باشد. نوع کاربرد، نوع بارگذاری، هزینه و ... شکل بهینه تقویت کننده ها را معین می نماید. پوسته های استوانه ای در عمل تحت انواع بارهای صفحه ای، خارج صفحه ای و برشی قرار می گیرند با توجه به هندسه این سازه ها، کمانش یکی از مهمترین مدها تخریب آن هاست. کمانش استوانه های تقویت شده پدیده ای پیچیده است که شامل تراکنش بین پوسته و تقویت کننده ها است. مدهای کمانش پوسته های استوانه ای تقویت شده را می توان به سه دسته کمانش کلی، کمانش موضعی پوسته و کمانش تقویت کننده ها تقسیم نمود. هر استوانه تقویت شده با توجه به شکل تقویت کننده ها، ضخامت پوسته و نوع بار وارده در هر یک از مدها داده شده می تواند دچار کمانش گردد. روش های تحلیلی فراوانی نیز برای پیشگویی بار کمانش و شکل مد این سازه ها وجود دارد که بطور کلی به سه دسته روش گسسته، روش و صفحه جدا و روش آغشته سازی تقویت کننده ها تقسیم می گردد. در این پایان نامه مدلی تحلیلی با استفاده از روش آغشته سازی تقویت کننده ها برای پیشگویی بار کمانش کلی استوانه ایزوگرید تحت بارگذاری تک محوره در نظر گرفته شده است. مدل ایجاد شده مولی کامل بوده و قابلیت تحلیل هر نوع تقویت کننده را در هر دو طرف پوسته دارا می باشد. پوسته های کامپوزیتی با لایه بندی متقارن و غیر متقارن هم در این مدل قابل حل هستند. مدل سه بعدی استوانه ایزوگرید در نرم افزار solidworks ساخته شده و برای بررسی دقت حل تحلیلی بکار رفته در نرم افزار ansys تحلیل شده است. نتایج دو روش بکار رفته برای حل مساله کمانش با یکدیگر مقایسه شده اند. هدف اصلی از طراحی هر سازه ای بهینه سازی پارامترهای مختلف آن است و بنابر این 3 فصل از پایان نامه به بهینه سازی چند معیاره استوانه ایزوگرید اختصاص یافته است. به منظور بهینه سازی از بین روش های اکتشافی، الگوریتم ژنتیک انتخاب شده است.