طراحی و ساخت بهینه جاذب انرژی استوانه‌ای تحت‌فشار داخلی با استفاده از روش بهینه‌سازی تکامل زمانی

Abstract

جاذب¬های انرژی، برای جذب انرژی جنبشی اجسام و تبدیل آن به صورتی دیگر به کار می¬روند که از مهم‌ترین آنها لوله¬های جدار نازک دایره¬ای هستند. در جاذب استوانه¬ای جدار نازک سه پارامتر قطر، ضخامت و طول بر میزان جذب انرژی تأثیرگذارند. در این پژوهش به منظور دست¬یابی به اطلاعات لازم برای طراحی یک جاذب انرژی ارزان قیمت با قابلیت جذب بالا، استوانه¬های جدار نازک دارای فشار هوا در داخل که هوای داخل آن هنگام فروریزش متراکم می¬شود، مورد بررسی قرار گرفته است. در تحقیق حاضر بارگذاری¬ها دینامیکی و محوری انتخاب شده تا تطابق بالاتری با واقعیت داشته باشند. شبیه¬سازی و تحلیل مسئله توسط نرم¬افزار اجزای محدود آباکوس و با اعمال ضرایب جانسون-کوک برای مدل کردن رفتار ماده صورت پذیرفته است. در ادامه، نمودار کل کار انجام شده نسبت به زمان به عنوان خروجی مسئله استخراج گردیده و صحت آن با آزمون‌های تجربی اثبات شده است. سپس نمونه¬های مختلف مدل‌سازی شده و بر اساس آنها طراحی آزمایش انجام شده است. با استفاده از نتایج به¬دست آمده از تحلیل واریانس، بهینه¬سازی پارامترهای ضربه¬گیر با استفاده از الگوریتم تکامل زمانی انجام شده است. نتایج این تحقیق نشان‌دهنده آن است که می¬توان با ایجاد تراکم داخلی بدون کم شدن قابلیت جذب از وزن جاذب کم کرد. عملکرد طرح بهینه‌ی به‌دست‌آمده با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی تکامل زمانی، بیش از 33% نسبت به نمونه‌ی بدون تراکم بهبود پیدا کرد.