طراحي بهينه سازه ميز پرتاب موشك ماهواره بر كشتي - پرتاب به روش الگوريتم بهينه سازي شبيه سازي تبريد تدريجي

Optimum design of launch pad structure for ship launched launch vehicle, with simulated annealing algorithm

هدف اين مقاله طراحي، تحليل و بهينه سازي سازه ميز پرتاب موشك ماهواره بر پرتاب شونده از روي كشتي (ناو) است. در اين مقاله، يك كد المان محدود براي محاسبه تنش و تغيير شكل ميز پرتاب در نرم افزار متلب نوشته شده است. همچنين چون سازه ميز پرتاب مورد نظر عمليات شليك موشك را از روي كشتي انجام مي دهد، شتاب هاي (نيروها) وارده از طرف كشتي محاسبه شده است. همچنين بارهاي وارده از طرف باد نيز محاسبه شده است. براي بهينه سازي طراحي انجام شده از روش الگوريتم شبيه سازي تبريد تدريجي استفاده شده است. كد اين الگوريتم نيز در نرم افزار متلب تدوين شده است. اين كد براي محاسبه تنش و تغيير شكل در سازه از كد المان محدود نوشته شده بهره مي گيرد و آن را فراخواني مي كند. تابع هدف در اين مقاله وزن سازه ميز پرتاب مي باشد. قيود طراحي، مقدار تنش و جابه جايي هستند كه به ترتيب برابر با 153/3 مگاپاسكال و 3 ميلي متر مي باشند. متغيرهاي طراحي ضخامت و قطر خارجي سطح مقطع اعضاي سازه، كه از نوع دايره اي توخالي (لوله) مي باشند، فرض شده است. با محاسبه بارهاي وارده به سازه و مدلسازي مناسب نتايج حاصل از كد المان محدود، كه تنش ها و تغيير شكل هاي ايجادشده در سازه مي باشند به دست آمده و با استفاده از روش تبريد تدريجي سطح مقطع بهينه براي اعضاي مختلف سازه تعيين شده است.

Design, analysis and optimization of launch pad structure for launch vehicle which starts from a ship are purposes of this article. In this article a Finite Elements code was written in MATLAB software that is used for calculation of stresses and nodal displacements. The loads which missile, ship and wind apply to the launch pad structure for launch vehicle have been considered. Simulated Annealing (SA) algorithm was used for optimization of design. So a SA code was written in MATLAB. This code uses the Finite Elements method for calculation of stresses and the displacements. In this article, the objective function is set to minimize the weight of the structure. The constraints imposed to the analysis are the allowable stress and the displacement which are respectively 153.3 Mpa and 3 mm. The design variables are Specification of cross sections which are thickness and external diameter. By calculating the applied loads to the structure and appropriate modeling, stresses and nodal displacements were obtained as results of Finite Elements code and by using Simulated Annealing algorithm, cross sectional areas were obtained.