بهينه‌سازي پانل ساندويچي براساس قيود تسليم و كمانش با استفاده از الگوريتم رقابت استعماري

Sandwich panel optimization based on yielding and buckling criteria by using of imperialist competitive algorithm

پانل‌هاي ساندويچي به دليل ساختار منحصر به فرد، داراي نسبت استحكام به وزن بالا مي‌باشند. متغيرهايي كه براي طراحي پانل‌هاي ساندويچي تعريف شده‌اند، بايد به نحوي تعيين شوند كه ضمن فراهم آوردن استحكام لازم، كمترين وزن را نيز داشته باشند. در اين مقاله از الگوريتم رقابت استعماري (ICA) براي بهينه‌سازي وزن پانل ساندويچي هسته منشوري با رعايت قيدهاي تسليم و كمانش استفاده شده است. الگوريتم رقابت استعماري الهام‌ گرفته از رقابت‌هاي استعماري مي‌باشد و بر دو ركن اصلي سياست جذب و رقابت استعماري استوار است. براي كمينه كردن وزن پانل، تعداد آرايه‌ها، ضخامت هسته و رويه و ارتفاع پانل به عنوان متغيرهاي طراحي در نظر گرفته شده‌اند. نتايج نشان داد كه با افزايش بار براي تعداد آرايه ‌معين، ضخامت هسته و رويه و ارتفاع كلي پانل افزايش مي‌يابد و با افزايش تعداد آرايه‌ها براي يك بار معين، ضخامت هسته و رويه كاهش و ارتفاع كلي افزايش يافته و وزن پانل كاهش مي‌يابد. پانل با هسته لوزي شكل داراي بالاترين كارايي سازه‌اي مي‌باشد. مقايسه نتايج نشان داد كه الگوريتم رقابت‌ استعماري به دليل استفاده مستقيم از مقادير تابع و عدم نياز به مشتق در مسايلي كه نياز به بهينه‌سازي كلي باشد بسيارمفيد و قابل رقابت با ساير الگوريتم‌هاي ابتكاري است.

Sandwich panels have high strength to weight ratio because of their special structure. The variables which are defined for designing sandwich panels should be determined with applying necessary strength and lowest weight. In this paper, the imperialist competitive algorithm (ICA) has been used for minimizing the weight of a sandwich panel with prismatic core based on yielding and buckling criteria. ICA is inspired of imperialist competitions and it is based on two special criteria as recruitment policy and stable imperialist competition. Arrays numbers, core and surface thickness and panel height are assumed as design variables for decreasing panel weight. The results were shown that core and surface thickness and the total height of panel has been increased by increasing loading for given number of arrays. Also the core and surface thickness have been decreased and the total height has been increased by increasing array number for a determined loading and so panel weight has been decreased. A panel with diamond core has highest structure efficiency. By comprising the results, it was shown that ICA is so useful and competitive than the other heuristic algorithms because of direct using of function values and not required to derivation in some problems which was required to the total optimization.