بهينه‌سازي تك هدفي و چند هدفي ورق ساندويچي انحنادار با هسته‌ي روغن اثرپذير مغناطيسي به روش الگوريتم ژنتيك

Single-objective and multi-objective optimization of curved sandwich panel with magneto-rheological fluid core using genetic algorithm

در اين تحقيق بهينه‌سازي تك هدفي و چند هدفي ورق ساندويچي انحنادار با رويه‌هاي كامپوزيتي و هسته‌ي روغن اثرپذير مغناطيسي براي بيشينه كردن ضريب استهلاك مودال اول و كمينه كردن جرم با استفاده از الگوريتم ژنتيك براي ورق با حالت‌هاي تك انحنايي و دو انحنايي انجام شده است. ورق ساندويچي مورد بررسي در اين تحقيق به صورت انحنادار و داراي شرايط تكيه‌گاهي ساده است. براي استخراج معادلات حركت حاكم بر سيستم كه منجر به يافتن توابع هدف بهينه‌سازي مي‌شود، براي اولين بار از تيوري مرتبه بالاي بهبود يافته‌ي ورق‌هاي ساندويچي و اصل هميلتون استفاده شده است. ضخامت رويه‌ها، ضخامت هسته، زواياي الياف و شدت ميدان مغناطيسي به عنوان متغيرهاي بهينه‌سازي در نظر گرفته شده است. در حالت تك هدفي مقادير بهينه محاسبه شده و نتايج حاصل نشان از تمايل سازه به داشتن رويه‌هايي نازك و هسته ضخيم دارد كه از نظر فيزيكي هم درست به نظر مي‌رسد، چون روغن اثرپذير مغناطيسي در هسته قرار گرفته و اثر قابل توجهي در افزايش ضريب استهلاك مودال دارد. در حالت دو هدفي جواب‌هاي بهينه به صورت مجموعه‌اي از نقاط كه يك جبهه پرتو را تشكيل مي‌دهند حاصل شده است. در نهايت براي اولين بار در اين زمينه، نقاطي بر اساس روش تاپسيس از بين مجموعه نقاط بهينه انتخاب شده‌اند و مشاهده شده است كه در حالت مشابه از لحاظ ابعاد و جرم، ضريب استهلاك مودال در ورق دو انحنايي بيشتر از ورق تك انحنايي است.

In this study, single-objective and multi-objective optimization of curved sandwich panel with composite face sheets and magneto-rheological core have been done to maximize the first modal loss factor and minimize the mass by using genetic algorithm. The studied sandwich panel was curved with simply support boundary condition. In order to derive the governing equations of motion, an improved high order sandwich panel theory and Hamiltonʹs principle were used for the first time. The face sheet thickness, core thickness, fiber angles and intensity of the magnetic field have been considered as optimization variables. In single-objective optimization, the optimized values of variables were calculated. The results showed that the structures tend to have thick core and thin face sheets which seems physically true. As the magneto-rheological fluid placed in the core, it has a significant effect on the increasing of the modal loss factor. For the multi-objective optimization the Pareto front of optimal technique was presented. Then for the first time at this field, the set of optimal points are selected based on TOPSIS method and it was showed that in the case of similar size and mass, modal loss factor of double-curved panel is more than sigle-curved.