مدل‌سازی دینامیک غیرخطی و فرم‌یابی سازه تنسگریتی سه‌میله‌ای نوع اول در ساختارهای تصادفی: رویکرد الگوریتم ژنتیک

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، پژوهشکده سامانه‌های فضانوردی، پژوهشگاه هوافضا (وزارت علوم، تحقیقات و فناوری)، تهران، ایران

2 استادیار، پژوهشکده سامانه‌های فضانوردی، پژوهشگاه هوافضا (وزارت علوم، تحقیقات و فناوری)، تهران، ایران

doi
چکیده

در این مقاله به استخراج معادلات دینامیک غیرخطی و فرم‌یابی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک یک سازه تنسگریتی کلاس یک در ساختارهای تصادفی با مقطع مثلثی و محاط در کره پرداخته‌شده است. معادلات دینامیک غیرخطی سیستم با استفاده از روش لاگرانژ و روش المان محدود و با در نظر گرفتن مختصات گره‌ها به‌عنوان مختصات تعمیم‌یافته استخراج‌شده است. رویکرد پیشنهادی قابلیت مدل‌سازی دینامیکی جامع و گسترده‌ای را برای انواع سازه‌های تنسگریتی دارا می‌باشد. فرآیند فرم‎یابی پیشنهادی با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک، با ساختاری ساده قابلیت تعیین اشکال منظم یا نامنظم تنسگریتی بدون محدودیت‌های ابعادی را دارا می‌باشد. سازه‌های تنسگریتی پایدار از میان پیکربندی‌های‎ تصادفی و بر اساس قیود تعریف‌شده، تولید و با استفاده از تابع تناسب الگوریتم ژنتیک و اهداف چند موضوعی فرم‌یابی می‌شوند. عملکرد الگوریتم فرم‌یابی پیشنهادی برای سازه‌های با ساختارهای نامشخص، در سه حالت مختلف با ماتریس اتصال و نوع عضوهای (میله/ ریسمان) مشخص و تصادفی بررسی و با روش‌ چگالی نیرو صحه‌گذاری شده‌ است. رفتار ارتعاشی مدل‌های نهایی استخراج‌شده از فرایند فرم‌یابی، با تحلیل مودال و تحت بارگذاری هارمونیک موردبررسی قرارگرفته است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌ها، قابلیت روش پیشنهادی با ملاحظات مشخصه‌‎های ارتعاشی سازه‌های تنسگریتی را نمایش می‌دهد.