Skip to main content
SUPERVISOR
Bijan Boroomand
بیژن برومندقهنویه (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hossein Gholamali
حسین غلامعلی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1382

TITLE

Topology Optimization of Structures Using the Finite Point Method
In this thesis, finite point method (FPM) has been used as a numerical solution tool in topology optimization of structures. The motive is to obtain clear topologies, with smooth interfaces between the black and white zones, by adding new points. To this end, capability of the standard version of FPM in modeling of domains with variable density has been examined. The results show that the method does not produc accurate sensitivities for further use in optimization algorithm. To improve the method, some new versio have been proposed and tested. Among them is a version based on finding the extremum of an appropriate functional in order to derive the required collocation equations. The principle of the method is similar to mixed methods in FEM, i.e. mixed stress-displacement formulations, and likewise some instability effects, due to the type of DOF used at each point, are seen in the solution. In order to eliminate such instability effects, some additional constraints are considered for the variational problem. This has been performed by considering a secondary grid of points, with fewer points than the main one, and writing a set of constraint-like equations between the nodal displacements of the two grids. The method is called “ Constrained Pseudo Variational form of Finite Point Method ”. It appears that the proposed is capable of producing accurate sensitivities. The method has been used in a two dimentional topology optimization problem. To obtain clear topology a power-law method has been employed. The results show that the proposed method is suitable for being used as a solution tool in optimization problems.
هدف اصلی در این پایان نامه، استفاده از روش نقاط محدود در تعیین توپولوژی بهینه سازه هائی با لبه های هموارتر نسبت به روش اجزاء محدود می باشد. در این راستا، قابلیت روش های نقاط محدود استاندارد و وزنی در مدلسازی مسائل با تغییرات چگالی در دامنه حل، مورد آزمایش قرار گرفت. نتیجه حاصل شده بیانگر این مطلب است که روش های مذکور فاقد دقت لازم جهت آلگوریتم بهینه یابی می باشند. لذا این پایان نامه در راستای افزایش دقت در حل مسائل مذکور، به دنبال پیشنهاد و ارائه روش های کاملاً جدیدی از نوع روش نقاط محدود می پردازد. نتیجه این مطالعات منجر به پیشنهاد روشی به نام " روش شبه تغییراتی مقید شده " گردید. روابط لازم در این روش با تعریف تابع عددی مناسب و به کارگیری ضرائب لاگرانژ در اعمال قیود، بسط داده شده و جهت جلوگیری از ضربان های نامطلوب در تغییر شکل ها از مقادیر گره ای شبکه دومی از نقاط، با تعداد گره های کمتر نسبت به شکل اولیه، به عنوان قید استفاده می گردد. این روش از پایداری مناسبی در برابر تغییرات چگالی گره ها که به عنوان متغیر طراحی در حل مساله بهینه یابی در نظر گرفته شده اند، برخوردار می باشند. در این پایان نامه با استفاده از روشMMA ( روش حرکات حدی )، بر اساس گرادیان های حاصل شده از آنالیز حساسیت به دو روش دقیق یا تقریبی تفاضل های محدود و استفاده از روش قانون توان جهت حصول توپولوژی واضح تر، توپولوژی بهینه سازه های دو بعدی دارای رفتار خطی بدست آمده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی