فایل طراحی بهینه قاب‌های فولادی با الگوریتم رقابت استعماری
چکیده:
امروزه طراحی بهینه سازه ها با استفاده از روش هاي فرا ابتكاري كه بر گرفته از رويدادهاي موجود در طبيعت هستند در اكثر دانشگاهها و مراكز تحقيقاتي مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق سعی شده است که پس از معرفی مسئله طراحی بهینه در سازه ها و نقش روش های فرا ابتکاری در این زمینه، به تاریخچه مختصری از دستیافت های محققان مختلف در این حیطه اشاره شود. سپس الگوریتم رقابت استعماری (ICA) به دقت مورد مطالعه قرار گرفته و کاربرد آن در طراحی بهینه سازه های قاب بررسی شده است. در مرحله بعد با کنکاش در نقاط ضعف و قوت این الگوریتم، در تلاشی برای رفع نقاط ضعف این الگوریتم و استفاده بیشتر از نقاط قوت آن، الگوریتم جدیدی پیشنهاد شده است که در مقایسه با الگوریتم رقابت استعماری عملکرد بسیار بهتری دارد.
در الگوریتم رقابت استعماری به هنگام انتخاب بدترین عضو در بین مستعمرات ضعیف‌ترین استعمارگر ملاک انتخاب مقدار تابع هدف میباشد. در الگوریتم پیشنهادی ارائه شده، الگوریتم رقابت استعماری اصلاح شده (EICA)، این روش اصلاح شده و علاوه بر معیار تابع وزن به فاصله هر کشور تا امپریالیست نیز اهمیت داده شده است. . این نوع بروز رسانی باعث شده است که EICA در مقایسه با ICA قدرت بیشتری در فرار از بهینه‌های نسبی داشته باشد و بین 3 تا 10 درصد وزن سازه ها بهینه تر شوند. فصول ابتدایی این تحقیق به معرفی الگوریتم رقابت استعماری میپردازد و سپس در سه فصل انتهایی روش پیشنهادی معرفی شده و برتری آنها از طریق حل چند مثال نشان داده شده است.
کلمات کلیدی: بهینه یابی، قاب، الگوریتم رقابت استعماری، الگوریتم رقابت استعماری اصلاح شده
فهرست مطالب
3-2 الگوریتم‌های بهینه‌یابی 14
3-3 طراحی بهینه سازه‌های اسکلتی 15
3-3-2 طراحی بهینه قاب فولادی 17
3-4-2 نحوه عملکرد الگوریتم ICA 28
3-4-3 چند مثال از بهينه‌يابي با استفاده از الگوريتم ICA 35
3-5-1 آشنایی با نرم افزار MATLAB 38
3-5-2 مختصری در مورد کاربرد نرم افزار MATLAB در این پروژه 40
3-5-4 آشنایی با روش اجزا محدود 42
4-1 الگوریتم پیشنهادی EICA - الگوریتم اصلاح شده‌ی رقابت استعماری 46
4-1-2 الگوریتم پیشنهادی EICA 46
4-1-3 فلوچارت الگوریتم پیشنهادی EICA : 48
4-1-4 مراحل الگوریتم پیشنهادی EICA : 50
4-1-5 مزایای الگوریتم پیشنهادی EICA 51
5-1 نمونه‌ی طراحی قاب 3 طبقه و دو دهانه 58
5-2 نمونه‌ی طراحی قاب ده طبقه و یک دهانه 61
5-3 نمونه طراحی قاب فولادی 15 طبقه و سه دهانه 65
5-4 نمونه‌ی طراحی قاب 24 طبقه و سه دهانه 69
5-5 بررسی پارامترهای الگوریتم 76
5-5-2 بهینه‌یابی ضریب سازگاری،CF 77
5-5-3 بهینه‌یابی پارامتر rev 80
فهرست جداول
جدول 3‑1: جواب‌های بهینه‌ی خرپای سه‌بعدی 72 عضوی به‌دست آمده توسط محققان مختلف [2] 38
جدول 5‑1:گروه بندی اعضای قاب 3 طبقه و دو دهانه 59
جدول 5‑2:پارامترهای ورودی الگوریتم رقابت استعماری اصلاح شده برای طراحی قاب 3 طبقه و دو دهانه 59
جدول 5‑3:نتایج طراحی برای قاب 3 طبقه و دو دهانه 60
جدول 5‑4: گروه بندی اعضای قاب ده طبقه و یک دهانه 63
جدول 5‑5: پارامترهای ورودی الگوریتم رقابت استعماری اصلاح شده برای طراحی قاب ده طبقه و یک دهانه 63
جدول 5‑6: نتایج طراحی برای قاب ده طبقه و یک دهانه 64
جدول 5‑7: گروه بندی اعضای قاب 15 طبقه و سه دهانه 66
جدول 5‑8: پارامترهای ورودی الگوریتم رقابت استعماری اصلاح شده برای طراحی قاب 15 طبقه و سه دهانه 66
جدول 5‑9: جواب‌های بهینه‌ی قاب دو بعدی 3 دهانه 15 طبقه توسط الگوریتم اصلاح شده رقابت استعماری 68
جدول 5‑10: گروه بندی اعضای قاب 24 طبقه و سه دهانه 72
جدول 5‑11: پارامترهای ورودی الگوریتم رقابت استعماری اصلاح شده برای طراحی قاب 24 طبقه و سه دهانه 72
جدول 5‑12 : نتایج طراحی برای قاب 24 طبقه و سه دهانه 74
فهرست شکل‌ها
شکل 2‑1: مسئله‌ی بهینه‌یابی توپولوژی: مکان بهینه‌ی بادبند در قاب فولادی چهارطبقه [12] 10
شکل 2‑2: مسئله‌ی بهینه‌یابی توپولوژی: مکان بهینه‌ی بادبند در قاب فولادی هشت طبقه [12] 10
شکل 2‑3: مسئله‌ی بهینه‌یابی توپولوژی: مکان بهینه‌ی بادبند در قاب فولادی دوازده طبقه [12] 11
شکل 3‑1: فلوچارت طراحی بهینه قاب 17
شکل 3‑3: مسئله‌ی بهینه‌یابی اندازه: طرح بهینه با بهینه کردن برخی از اعضای خرپا بدست آمده [20] 25
شکل 3‑4: مسئله‌ی بهینه‌یابی شکل: تابع η(x) مشخص کننده‌ی شکل بهینه‌ی سازه‌ی تیر شکل است [20] 25
شکل 3‑7: شماي كلي حركت مستعمرات به سمت امپرياليست [3] 31
شکل 3‑8: حرکت واقعي مستعمرات به سمت امپرياليست [3] 32
شکل 3‑10: فلوچارت الگوریتم رقابت استعماری [3] 35
شکل 3‑12: خرپای سه بعدی 72 عضوی [2] 37
شکل 4‑1:مدل شماتیک یک فضای جستجو با نواحی دارای اکسترمم نسبی [23] 47
شکل 4‑2: فلوچارت الگوریتم رقابت استعماری اصلاح شده 49
شکل 5‑1: قاب فولادی سه طبقه و دو دهانه طراحی شده بر اساس ملزومات [28] AISC-LRFD 58
شکل 5‑2: نمودار همگرایی طراحی بهینه قاب 3 طبقه و دو دهانه توسط الگوریتم رقابت استعماری اصلاح شده 61
شکل 5‑3: قاب فولادی ده طبقه و یک دهانه طراحی شده بر اساس ملزومات AISC-LRFD [25] 62
شکل 5‑5: قاب دو بعدی3 دهانه 15 طبقه [2] 67
شکل 5‑7: قاب فولادی 24 طبقه و 3 دهانه طراحی شده بر اساس ملزومات AISC-LRFD [25] 70
شکل 5‑9 :نمودار تغییرات b بر حسب تعداد محاسبات 77
شکل 55‑10: نمودار تغییرات تعداد محاسبات برای CF های مختلف 78
شکل 5‑11: نمودار تغییرات تعداد محاسبات برای CF های مختلف در بازه 0 تا 5 79
شکل 5‑12: تغییرات تعداد محاسبات برای مقادیر rev مختلف برای قاب 2 دهانه و 3 طبقه 80
شکل 5‑13: نمودار تغییرات جواب بهینه برای مقادیر مختلف rev برای قاب 24 طبقه 3 دهانه 81
تعداد مشاهده: 5086 مشاهده
فرمت فایل دانلودی:.docx
فرمت فایل اصلی: docx
تعداد صفحات: 116
حجم فایل:3,466 کیلوبایت
گارانتی بازگشت وجه 
کد تخفیف خرید 
درگاه آنلاین پرداخت 
نماد اعتماد الکترونیکی 
