بهينه سازي پارامترهاي موثر بر صفحات همسانگرد حاوي گشودگي هاي چندضلعي منتظم با استفاده از الگوريتم اجتماع ذرات

Optimization of Influence Parameter on isotropic plates with Regular polygonal cutouts using particle swarm Algorithm

يكي از نگراني‌هاي طرّاحان، شكست سازهها در نتيجه‌ي تمركز تنش در ناپيوستگي‌هاي هندسي است. ضريب تمركز تنش در اثر وجود گشودگي، پارامتري كليدي در كاهش ظرفيت تحمل بار سازه است. در تحليل صفحات همسانگرد حاوي گشودگي، هندسه‌ي گشودگي، شعاع انحناي گوشه‌ي گشودگي، جهت‌گيري (زاويه‌‌ي چرخش) گشودگي و زاويهي بار از جمله پارامترهاي تاثيرگذار بر ميزان تمركز تنش در اطراف گشودگي مي‌باشند. لذا در اين تحقيق سعي شده است تا با استفاده از روش الگوريتم اجتماع ذرات، پارامترهاي بهينه جهت دستيابي به كمترين مقدار تنش در اطراف گشودگي‌هاي چندضلعي در صفحات همسانگرد تحت كشش تك محوره معرفي شود. در مطالعهي حاضر، از روشي تحليلي براي محاسبهي تنش در اطراف گشودگيهاي مختلف استفاده شده است. مطابق اين روش با استفاده از نگاشت همنوا، روش متغيّر مختلط موسخليشيولي كه فقط براي گشودگي‌هاي دايروي و بيضوي بود، به ساير گشودگي‌ها تعميم داده شده است. نتايج ارايه شده در اين باره نشان ميدهد كه با انتخاب شكل مناسب گشودگي و انتخاب پارامترهاي بهينهي آن ميتوان ضريب تمركز تنش صفحات داراي گشودگي را به ميزان قابل توجهي كاهش داد و حتي در مواردي به ضريب تمركز تنشي كمتر از تمركز تنش ناشي از گشودگي دايرهاي دست يافت.

One of the designers concerns is structural failure as a result of stress concentration in the geometrical discontinuities. Stress concentration factor in the presence of cutout, is a key parameter in reducing the structural load-bearing capacity. In the analysis of perforated isotropic plates, the effective parameters on stress distribution around cutouts are the cutout geometry, curvature radius of cutout corner, rotation angle of cutout and load angle. In this study, using PSO method an attempt has been made to introduce the optimum parameters to achieve the minimum amount of stress around the n-sided cutouts in isotropic plates under uniaxial tension. In this paper, an analytical method has been used to calculate the stress around cutouts with different shapes. According to this method, by using the conformal mapping, Muskhelishvili’s complex variable method which is only for circular and elliptical cutouts, has been developed for the other cutouts. The results presented in this case show that by choosing the appropriate shape of cutout and the optimal effective parameters, stress concentration factor can be significantly reduced and lowest stress concentration factor rather than amount of stress concentration corresponding to circular hole can be achieved.