بهينه‌سازي سختي ورق‌هاي مواد مركب چندلايه با استفاده از روش شبيه‌سازي پخت فلز موازي

Stiffness Optimization of Laminates based on a modified Parallel Simulated Annealing method

روش شبيه‌سازي پخت فلز يكي از روش‌هاي پركاربرد در يافتن نقاط حداقل/حداكثر مطلق توابع براي متغيرهاي پيوسته يا ناپيوسته است. اين روش كه بر مبناي جستجوي تصادفي بنيان گذاشته شده يكي از روش‌هاي مونت‌كارلو بوده كه در آن امكان پرش تصادفي تابع از نقاط حداقل/حداكثر موضعي وجود دارد. در اين مقاله، استفاده از روش شبيه‌سازي پخت فلز در طراحي ورق‌هاي چندلايه براي رسيدن به خواص سختي موثر مطلوب، مورد بررسي قرار گرفته است. در اين راستا، تابع هزينه‌اي با متغيرهاي ناپيوسته گسترش داده شده كه شامل هشت مدول سختي موثر و وزن چندلايه بوده و با كمينه شدن اين تابع هزينه، نحوه لايه‌چيني براي دستيابي به مدول‌هاي پيش‌فرض با حداقل وزن محاسبه مي‌شود. نوعي روش موازي در اجراي الگوريتم شبيه‌سازي پخت فلز بر روي يك پردازنده منفرد به همراه يك روش سردكاري خاص (سردكاري سازگار) نيز پيشنهاد شده و ارتقاي سرعت و بهبود كيفيت نتايج بهينه‌سازي به صورت آماري نشان داده شده است.

Simulated annealing is one the most popular methods that provides a means for optimization of problems with both continuous and discrete variables. The method is basically a Monte-Carlo random search technique in which movement from a local extremum is heuristically possible. In this paper, an approach to the design of laminates based on a modified discrete-variables parallel simulated annealing method is presented. The eight effective elastic moduli and the weight of the laminate are used to develop a cost function that its minimization gives a proper lay-up to be compatible with the required elastic effective moduli and a minimum weight. A parallel simulated annealing procedure in conjunction with a novel adaptive cooling schedule is introduced to speed up the algorithm. Studies show that the introduced modifications are also statistically effective in increasing the solution quality.