بهينه‌سازي پانل ساندويچي هسته منشوري به‌وسيله الگوريتم تكامل تفاضلي مقيد بهبوديافته

Optimization of the prismatic core sandwich panel by using the Improved Constrained Differential Evolution algorithm

در اين پژوهش به طور جداگانه به بررسي بهينه‌سازي وزن پانل ساندويچي هسته منشوري تحت بارگذاري عرضي و طولي پرداخته شده است. براي حل مسائل بهينه‌سازي متناظر با بارگذاري­‌هاي مذكور، از الگوريتم تكامل تفاضلي مقيد بهبوديافته مبتني بر روش مديريت قيود چندهدفه استفاده شده است. قيود مسئله­‌ها بار كمانشي و تنش تسليم هستند. با مقايسه نتايج الگوريتم تكامل تفاضلي مقيد بهبوديافته با نتايج بدست آمده بوسيله الگوريتم­‌هاي تكاملي ديگر مبتني بر روش تابع جريمه در مطالعات قبلي مشاهده مي‌­شود كه در بارگذاري عرضي نتايج بدست آمده در اين مطالعه مشابه­ با نتايج كارهاي قبلي است، اما در بارگذاري طولي نتايج الگوريتم تكامل تفاضلي مقيد بهبود يافته بهتر مي­‌باشد. علاوه بر نتايج بهتر و آساني كاربرد آن، مزيت ديگر الگوريتم تكامل تفاضلي مقيد بهبوديافته عدم نياز به فرآيند آزمون و خطا براي تنظيم پارامترهاي تابع جريمه است. مشاهده مي­‌شود كه در هر دو نوع بارگذاري با افزايش شاخص بار مقادير ارتفاع پانل، ضخامت هسته و رويه بعلاوه مقدار شاخص وزن افزايش مي­‌يابند تا از تسليم و كمانش پانل جلوگيري شود؛ اما در يك مقدار ثابت شاخص بار با افزايش تعداد موج­‌هاي هسته، شاخص وزن در بارگذاري عرضي رفتاري كاهنده و در بارگذاري طولي رفتاري افزايشي دارد. با اين حال، ضخامت رويه و هسته رفتاري كاهنده و ارتفاع پانل رفتار افزايشي دارند.

In this study, weight optimization of the prismatic core sandwich panel under the transverse and longitudinal loadings has been independently investigated. To solve the optimization problems corresponding to the mentioned loadings, the Improved Constrained Differential Evolution (ICDE) algorithm based on the multi-objective constraint handling method has been used. The constrains of the problems are buckling load and yield stress. By comparing the results of the ICDE with those obtained by the other evolutionary algorithms based on the penalty function method in the previous studies, it can be seen that the results of the transverse loading obtained in this study are equal to those of the previous works, but the results of the ICDE in the longitudinal loading are better. In addition to its better results and ease of Implementation, another advantage of ICDE is that there is no need to the process of trial and error to fine tuning of the penalty function parameters. It can be observed that for the both types of loading, values of the panel height, the thicknesses of the face and core in addition to the weight index are increased by increasing the load index to avoid yielding and buckling of the panel. But in a constant value of the load index, by increasing the core corrugate number, the weight index has a lowering behavior in the transverse loading and a rising behavior in the longitudinal loading. However, the thicknesses of the face and core have a lowering behavior and the panel height has a rising behavior.