بهينه‌سازي وزني و كمانشي پوسته‌هاي تقويت‌شده كامپوزيتي لايه اي

Optimization of shells with laminated stiffeners for minimum weight and maximum buckling load

در اين تحقيق، بهينه‌سازي پوسته‌هاي استوانه‌اي تقويت‌شده كامپوزيتي لايه اي با تقويت‌كننده‌هاي رينگي با استفاده از الگوريتم ژنتيك انجام شده‌‌است. توابع هدف شامل رسيدن به حداكثر بار كمانش كلي و حداقل وزن پوسته تقويت‌شده لايه‌اي مي‌باشد. بار كمانش با استفاده از تيوري تغيير شكل برشي مرتبه اول لوو و روش حل ريلي ريتز به دست آمد. در اين تحقيق از معادلات انرژي كرنشي براي پوسته تقويت‌شده كامپوزيتي استفاده شده‌‌است و هر تقويت‌كننده به صورت مجزا در نظر گرفته شده‌‌است به طوري كه ابعاد هندسي و خصوصيات موادي هر تقويت‌كننده مي‌تواند از بقيه متفاوت باشد. به علاوه، استفاده از اين روش توانايي متفاوت در نظر گرفتن خصوصيات موادي تقويت‌كننده‌ها از پوسته اصلي را نيز به طراح مي‌دهد.

In this research, the optimization of laminated cylindrical shells with composite ring stiffeners is implemented by the Genetic Algorithm (GA). The objectives seek the maximum general buckling pressure and minimum weight of laminated stiffened shells. The buckling pressure is evaluated using Love’s First-order Shear Deformation Theory (FSDT) and solved using the Rayleigh-Ritz energy method. The research introduces a strain energy formulation for laminated ring stiffeners, in which each ring stiffener may be treated individually and the geometrical dimensions and material properties of the stiffeners may be different from one another. Furthermore, the formulation enables the analyst to optimize the material properties of the stiffeners different from those of the parent shell.