بهینه سازی سازه های خرپایی تحت قید فرکانس با استفاده از ترکیب الگوریتم ژنتیک و الگوریتم اجتماع ذرات
پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 4374-IRAST
نویسندگان
1کرمان- بلوار 22 بهمن- میدان پژوهش- دانشگاه باهنر
کدپستی 7616914111
2استاد، گروه مهندسی عمران، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ایران
چکیده
بهینهسازی از مباحث جدیدی میباشد که در رابطه با طراحی بهینه سازهها موردتوجه قرار گرفته است. بهطورکلی عمدهترین هدف شاخههای مختلف بهینهسازی سازهها کاهش مصالح مصرفی، تمرکز مصالح در بخشهایی که بیشترین تأثیر را در انتقال نیروهای خارجی به تکیهگاه دارند و سبک کردن سازه بدون صرفنظر کردن از قیود میباشد. با توجه به وجود تعداد زیاد عضو در سازههای خرپایی نسبت به سازههای دیگر، بهینهسازی این سازهها میتواند به مقدار قابلتوجهی در کاهش هزینهها و مصرف مصالح مؤثر باشد. مسئله بهینهسازی خرپاها با توجه به پر عضو بودن این سازهها و پیچیدگی فضای طراحی نیاز به الگوریتم قوی دارد که بهصورت اکتشاف تصادفی در مسیرهایی گام بردارد که دارای کوتاهترین فاصله به سمت مقدار بهینه باشد. الگوریتم موردنظر باید دارای قابلیت بالایی در عبور از بهینه محلی باشد. ازاینرو الگوریتم ژنتیک می تواند ابزاری مناسب برای حل اینگونه مسائل باشد. از طرفی الگوریتم استفادهشده باید دارای نرخ همگرایی بالایی باشد. در تحقیق حاضر بهمنظور بهره وری از هردو ویژگی یاد شده با استفاده از ترکیب روشهای ژنتیک و اجتماع ذرات به بهینهسازی سازههای خرپایی پرداخته شده و نتایج با سایر الگوریتمهای رایج مقایسه شده است.لازم به ذکر است جهت بهینه سازی از نرم افزار Matlab 2014 و جهت تحلیل از نرم افزار SAP2000 v16 استفاده شده است. در مجموع بر اساس نتایج حاصله و مقایسه آن ها با روش های دیگر، نشان داده شده است که روش استفاده شده نسبت به روش های دیگر عملکرد مطلوب تری دارد.
کلیدواژه ها
بهینه سازی؛ سازه های خرپایی؛ الگوریتم ژنتیک؛ الگوریتم اجتماع ذرات؛ ترکیب الگوریتم ژنتیک و الگوریتم اجتماع ذرات
موضوعات
Title
Truss optimization with natural frequency constraints using a hybridized GA-PSO algorithm
Authors
mohammad gholinejad, Eysa Salajegheh
Abstract
Optimization is a newly considerable issue in the structure designing. In general, the main purposes of different branches in optimization of structures are to reduce the consumption of materials, concentrate materials in the parts that have the greatest impact on the transfer of external forces to the support, and lighten the structure without neglecting the constraints. Due to the large number of members in the truss structures compared with other structures, optimization of these structures can effectively reduce the costs and the consumption of materials. Regarding the large number of members and the complexity of the design space in the truss problems, optimizing of these structures requires a proper algorithm which randomly explores paths with the shortest distance to the optimal value. Such an algorithm should have a high capability to cross the local optimal. Therefore, Genetic algorithm can be a suitable method to solve such problems. On the other hand, the selected algorithm should have a high convergence rate. In this study, to exploit both of these characteristics, the combination of Genetic and Particle Swarm Optimization (PSO) methods has been used to optimize the truss structures. The results of proposed method have been compared with other widely used methods. Matlab 2014 and SAP2000 v16 have been used for optimization procedure and analyzing structure iteratively. Generally, evaluating the results of different methods has illustrated that the proposed method outperforms other utilized methods.
Keywords
Optimization, Truss, Genetic Algorithm, Particle swarm optimization, hybridized GA-PSO algorithm