بهینه سازی وزنی یک پوسته کامپوزیتی در مخازن تحت فشار نوع 4 به روش الگوریتم ژنتیک

هدف اصلی در این تحقیق، ارایه الگوریتمی برای یافتن وزن کمینه مخازن تحت فشار کامپوزیتی با آستر غیر فلزی است. مخازن کامپوزیتی تحت فشار داخلی به صورت گسترده در صنایع هوافضا و به صورت تجاری، مانند مخازن قابل حمل ذخیره اکسیژن، مخازن ذخیره سوخت و غیره به کار می رود. کاهش وزن در این مخازن علاوه بر صرفه جویی در مقدار و هزینه مواد به کار رفته باعث کاهش مصرف سوخت، هزینه های حمل و نقل و نیز افزایش نسبت برد وسیله نقلیه به وزن آن می شود. مطالعات قبلی نشان می دهد که شکل کلگی ژئودزیک بهترین عملکرد را در مقایسه با انواع اشکال کلگی شناخته شده دارد. به این ترتیب، در این تحقیق بهینه سازی ترتیب چیدمان در هر زاویه پیچش برای تعداد لایه های مختلف صورت گرفته است. این کار با استفاده از الگوریتم ژنتیک و تحلیل اجزای محدود انجام شده و در نهایت پوسته کامپوزیتی که کمترین تعداد لایه را داشته باشد و در عین حال مقدار معیار شکست آن زیر عدد یک باشد، به عنوان سبک ترین چند لایه انتخاب شده است. مقایسه بین زوایای پیچش مختلف نشان می دهد که مخازن با زاویه پیچش الیاف 9 درجه، عملکرد بهتری نسبت به مخازن با زوایای پیچش 20 و 30 درجه دارد. مقایسه مخازن طراحی شده شانزده لایه ای با یک مخزن نمونه موجود نشان می دهد که علاوه بر استحکام بالاتر، در انتخاب ترتیب چیدمان بهینه فرآیند ساخت نیز بایستی مورد توجه قرار گیرد.