دست يابي به خواص بهينه مكانيكي مدول برشي، مدول حجمي و سفتي محوري با استفاده از بهينه سازي توپولوژي

از ساليان نه چندان دور و به خصوص اخيرا، ايجاد موادي مطلوب چه از لحاظ مواد تشكيل‌دهنده و چه با خواص مورد انتظار از سوي متخصصين پيگيري مي‌‌شده است. در اين بين ريزساختار‌ها به جهت حالت بهينه و دقت محاسبات مورد توجه بوده‌اند. ريزساختار‌ها همان مواد ناهمگني هستند كه طي يك فرآيند بهينه‌سازي معماري‌هاي ساختارشان بهينه مي‌شود. در اين مقاله فرآيند بهينه‌سازي توپولوژي براي طراحي ريزساختار چندفازي الاستيك با استفاده از فاكتور جبران‌سازي و روش همگن‌سازي عددي پياده‌سازي مي‌شود. طي اين مطالعه بهينه‌سازي عددي با اعمال محاسبات روي متغيرهاي طراحي متشكل از درصد حجمي هر فاز در هر المان انجام مي‌گيرد. روش حل مسئله بهينه‌سازي توپولوژي مبتني بر تقسيم به چند سري زيرمسئله بهينه‌سازي دو ‌فازي است كه وظيفه انجام آن با يك عمل‌گر مرسوم دوفازي به عنوان يك عمل‌گر درون فضاي بهينه‌سازي است. در اين پژوهش به مقدارهايي برابر 7264/0 ،0.4447 و 0.3008 براي خاصيت‌هاي مدول برشي، حجمي و سفتي محوري دست پيدا كرديم. در يك ديد كلي، ميزان محاسبات و دشواري مسئله به تعداد فازهاي شركت‌كننده در فرآيند طراحي ساختار وابسته است. تا پيش از اين مطالعه براي ريزساختارهاي متناوب، متقارن و دوفازي به اين سوال پاسخ داده شده است. طي مطالعه حاضر ما با تشكيل تانسورهاي خواص مواد به صورت تابعي از درصد حجمي به مسئله طرح‌شده پاسخ مي‌دهيم. اين راه حل با تعريف يك فضاي طراحي و ميداني منظم از مرزهاي بالا و پايين دستگاه متخصات محلي انجام مي‌گيرد. مرزهايي كه حفظ آن‌ها موجب انسجام و استانداردسازي براي كارهاي بعدي در زمينه طراحي ريزساختارهاي چندفازي است.