Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed Behbahani,Reza Tikkani
سعید بهبهانی (استاد راهنما) رضا تیکنی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Saeed Parsamehr
سعید پارسامهر

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Concurrent Automatic Topology Optimization of Monolithic, Two Dimensional Multi-Disciplinary Systems Using Vanguard Frontier Algorithm
Automatic optimum design based on high-level design requirements, such as the quality of the expected system, is a new and interesting field of study in the present era. In that regard, in the present thesis a new algorithm is proposed and developed. This algorithm which is named Vanguard Frontier is partially iired by two known ideas: Imperialistic Completion Algorithm which is an optimization algorithm operating in the data space and the other one which is known as Genetic Programming which works in the topology space. The new algorithm which is abbreviated as VF, is aimed to automatically propose 2D multidisciplinary monolithic designs, focusing on their topology. Monolithic design, in comparison with hinged or other multi-part designs, has many advantages such as easier manufacturing process, lower assembly costs, lower kinematic noise, no wearing phenomena, high preciseness and the ability of creating non-convectional schemes. Such innovative designs could be very useful in many new fields such as energy harvesters, vibrational transducers, surgical instruments, Micro Electro-Mechanical Systems (MEMS) etc. In order to show the abilities of the developed method and its corresponding software, two benchmark problems are firstly solved. The first one is a beam, subjected to pure bending load and the second is the same as the first, with a different loading, which is a pure torsion. Both are intended to have a cross section with the highest stiffness to weight ratio. The final problem includes designing an energy harvester inside a limited area with the lowest possible weight. The results are then compared to an already optimized solution which have proved to have a better quality. Keywords: Vanguard Frontier Algorithm, optimum design, monolithic systems, imperialistic competition algorithm, genetic programming, energy harvesting
طراحی بهینه خودکار بر اساس تعریفی بسیار سطح بالا از خواستههای طراحی همچون کیفیت پاسخ سیستم مورد انتظار، زمینهای بسیار نوین و جذاب در مطالعات علمی عصر حاضر است. در این راستا، در این پژوهش با نگاهی به الگوریتم تکاملی فراابتکاری رقابت استعماری که به بهینهسازی در حوزه پارامترهای عددی میپردازد و برنامهسازی ژنتیک که به طراحی بهینه و خودکار سیستمهای مهندسی گسسته میپردازد، الگوریتمی موسوم به جبهه پیشتاز توسعه داده شده است. این الگوریتم به طراحی بهینه توپولوژِی هندسههای دو بعدی چندحوزهای و یکپارچه اختصاص دارد. سیستمهای یکپارچه در مقایسه با سیستمهای صلب مفصل شده به هم از مزیتهای زیادی همچون روش ساخت آسانتر، هزینه مونتاژ کمتر، نویزهای سینماتیکی کمتر، عدم ساییدگی، عدم وجود لقی، دقت بالا و همخوانی با طرحهای نامتعارف برخوردار هستند. این موضوع در زمینههای نوآورانه متعددی از جمله طراحی برداشتکنندههای انرژی، ترنسدیوسرهای ارتعاشاتی، ابزارهای جراحی، سیستمهای میکروالکترومکانیکی و ... کاربرد دارد. به منظور نمایش قابلیتهای این الگوریتم توسعه داده شده، نخست دو مثال طراحی مقطع بهینه یک تیر تحت بارگذاری خمشی و پیچشی محض تک محوره به عنوان محک حل شده است و موضوع طراحی بهینه توپولوژی یک برداشتکننده انرژِی با هدف افزایش دامنه و پهنای باند ولتاژ الکتریکی تولید شده از ارتعاشات محیطی فرکانس پایین مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین داشتن حداقل وزن ممکن و قرار گرفتن هندسه پیشنهادی در چارچوبی محدود، از دیگر اهدافی است که به طور همزمان در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس نتایج با یک طرح بهینه موجود مقایسه گردیده و بهبودهایی قابل توجه مشاهده گردیده است. کلمات کلیدی: الگوریتم جبهه پیشتاز، طراحی بهینه سیستمهای یکپارچه، الگوریتم رقابت استعماری، برنامهسازی ژنتیک، برداشت انرژی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی