مکانیک هوافضا

مکانیک هوافضا

پیش بینی بار بحرانی کمانش در سازه مخروطی مشبک کامپوزیتی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی

نوع مقاله : مکانیک جامدات

نویسندگان
1 دانشیار ، دانشگاه امام علی (ع)، تهران، ایران.
2 استادیار ، دانشگاه امام علی (ع)، تهران، ایران .
چکیده
پوسته‌های مشبک کامپوزیتی یکی از مهم‌ترین اجزای تشکیل‌دهنده سازه‌های مورد استفاده در صنایع مختلف هستند. نسبت استحکام بالا به وزن پائین و قابلیت تحمل بار در وزن محدود این امکان را فراهم آورده که این نوع سازه‌ها به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار گیرند. آنالیز کمانش و تعیین و پیش‌بینی بار بحرانی کمانش در این سازه‌ها از جمله مهم‌ترین پارامترهای طراحی این سازه‌های کامپوزیتی است. در این مطالعه ابتدا با استفاده از تئوری هالفین - تسای بهبود یافته تأثیر افزودن نانوذرات کربن با درصدهای جرمی 1، 1.5، 3، 4و 5 بر خواص الاستیک رزین بررسی و محاسبه شد. سپس با استفاده از تئوری اختلاط در کامپوزیت‌ها خواص کامپوزیت به‌کاررفته در سازه مشبک مخروطی تخمین زده شد. پس از تعیین خواص کامپوزیت با درصدهای مختلف ذرات نانو، یک مدل المان محدود جهت پیش‌بینی بار کمانش در نرم‌افزار آباکوس توسعه و نتایج آن با نتایج تجربی صحت سنجی شد. همچنین جهت آموزش شبکه عصبی برای پیش‌بینی بار بحرانی کمانش 75 مدل به روش اسکریپت‌نویسی در نرم‌افزار آباکوس با درصدهای مختلف ذرات نانو و نسبت ضخامت به عرض‌های مختلف در سطح مقطع ریب‌های مارپیچ و محیطی (0.5، 1 و 1.5) توسعه و بار بحرانی کمانش محاسبه گردید.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Prediction of the critical buckling load in a composite lattice conical structure using artificial neural network

نویسندگان English

Aliasghar Naderi 1
Farid Bagherpoor 2
Seyed Mostafa Mirtabaei 2
1 Associate Professor, Imam Ali University, Tehran, Iran.
2 Assistant Professor, Imam Ali University, Tehran, Iran.
چکیده English

Composite lattice shells are widely employed across various industries due to their exceptional strength-to-weight ratio and ability to sustain significant loads while remaining lightweight. Buckling analysis and the accurate prediction of the critical buckling load are among the most essential design considerations for these structures. In this study, the influence of incorporating carbon nanoparticles (1, 1.5, 3, 4, and 5 wt%) on the elastic properties of the resin was investigated using the Modified Halpin–Tsai model. The effective properties of the composite material in the conical lattice structure were then estimated through the rule of mixtures. Based on these properties, finite element models were developed in Abaqus to predict the buckling load, and the numerical results were validated against experimental data. Furthermore, to enable neural network–based prediction of the critical buckling load, 75 parametric models were generated in Abaqus with varying nanoparticle concentrations and aspect ratios (0.5, 1, and 1.5) for the cross-sections of helical and circumferential ribs. The corresponding critical buckling loads were calculated and used to train neural networks. Networks with different neuron counts and training epochs were systematically evaluated, and the optimal architecture for accurate prediction of the critical buckling load was identified.

کلیدواژه‌ها English

Composite lattice structures
Buckling analysis
Finite element method
Artificial neural network (ANNs)


Smiley face

  • تاریخ دریافت 11 بهمن 1404
  • تاریخ بازنگری 07 فروردین 1405
  • تاریخ پذیرش 28 فروردین 1405
  • تاریخ انتشار 23 اردیبهشت 1405