مقاله بهينه سازی وزنی پنل های كامپوزيتی مقاوم در برابر آسيب با ارزيابی استقرايی هزينه (2009 الزویر)

1- مقدمه

2- روش‌ها و اجرای FEM

3- هندسه‌ی پنل و مدل FEM

4- نتایج و بحث

4-1 مقاومت کمانش پنل سخت شونده‌ی T شکل

4-2 کمانش و مقاومت در برابر آسیب در پنل‌های سخت شونده‌ی T شکل

4-3 مقاومت کمانش پنل سخت شونده‌ی I شکل

4-4 کمانش و مقاومت در برابر آسیب در پنل‌های سخت شونده‌ی I شکل

4-5 برآورد هزینه‌های سیکل عمر با استفاده از تنظیمات بهینه‌سازی

5- نتیجه‌گیری

سپاسگذاری‌ها

In the present paper, we attempt a novel optimisation strategy for damage resistant composite stiffened panels based on genetic algorithms and oriented towards the satisfaction of minimum weight criteria. In order to accomplish this task, first, minimum weight solutions for panel configurations with T and I stringers, satisfying the buckling resistance constraint are examined. Some minimum weight solutions are imposed to be buckling resistant only, that is, capable to sustain a given minimum admissible buckling load, while other solutions are imposed to be buckling and damage resistant, in other words, capable to sustain a given admissible buckling load being at the same time able to resist to a given impact energy without developing significant damage. Then a-posteriori evaluation of costs is performed for the best minimum weight solutions. Such an evaluation takes, at the same time, into account the manufacturing costs, which depend on the selected manufacturing process and on the geometrical configuration, and the maintenance costs which are related to impact events and consequent repairing actions. Finally, the influence of the impact damage and buckling resistance constraints on the stiffened composite panel’s costs is critically discussed providing useful considerations oriented to a cost effective composites design.

در مقاله‌ حاضر تلاش شده تا یک روش بهینه‌سازی جدید برای پنل‌های کامپوزیتي تقویت شده‌ی مقاوم در برابر آسیب، براساس الگوریتم‌های ژنتیک و در جهت رسيدن به حداقل معیار وزن ارائه شود. به منظور انجام این کار، ابتدا، روش‌های کم نمودن وزن برای پيکربندى پنل با تيرهايT و I شکلی كه قيد مقاومت در برابر کمانش را ايجاد مي‌كنند، مورد بررسی قرار گرفته است. برخی از روش‌های کم نمودن وزن، فقط بر روی مقاومت کمانش اعمال می‌شوند، تا قادر به حفظ حداقل بار کمانش باشند، در حالی‌که روش‌های دیگر بر روی کمانش و مقاومت در برابر آسیب اعمال می‌شوند، به عبارت دیگر، این روش‌ها، هم‌زمان قادر به حفظ بار کمانش و مقاومت در برابر انرژی ضربه بدون ایجاد آسیب قابل توجه هستند.

سپس ارزیابی استقرايي هزینه برای يافتن بهترین روش کم نمودن وزن انجام می‌شود. در این فرآیند ارزشیابی، به‌صورت هم‌زمان، هزینه‌های تولید که به فرآیند تولید انتخاب شده و پیکربندی هندسی بستگی دارد و هزینه‌های نگهداری که به تأثیر حوادث ضربه‌اي و تعمیرات متعاقب آن مربوط مي‌شود، بررسی مي‌شود. در نهایت، تاثیر آسیب ضربه‌اي و قيود مقاومت کمانش در هزینه‌های پنل کامپوزیتی تقویت شده، مورد بحث و نقد قرار می‌گیرد و نکات مفیدي در راستاي طراحی کامپوزیت از نظر اقتصادي ارائه مي‌شود.