تحلیل و بهینه سازی صفحه کامپوزیتی تحت بار انفجار زیر آب با روش المان محدود

سازه های دریایی باید علاوه بر تحمل فشار هیدرواستاتیک آب، تا حد امکان در برابر بارهای ناشی از انفجار زیر آب مقاوم باشند. می بایست نسبت استحکام به وزن این سازه ها تا حد امکان بالا بوده، تا سازه طراحی شده به لحاظ مواد مصرفی، انرژی و هزینه بهینه باشد. در این مقاله ابتدا روشی جهت شبیه سازی پدیده انفجار زیر آب در محیط نرم افزار ABAQUS ارائه شده و با استفاده از نتایج تجربی موجود، این روش صحت سنجی شده است. سپس با استفاده از این روش رفتار دینامیکی سازه کامپوزیتی تحت بار انفجار زیر آب بررسی شده است. در ادامه الگوریتمی ارائه شده است که به وسیله آن می توان با تغییر زاویه و ضخامت صفحه کامپوزیتی، وزن صفحه را در شرایطی که سازه در مقابل بار انفجار زیر آب دچار شکست نشود، با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه نمود. نتایج نشان می دهد که الگوریتم ارائه شده توانایی بهینه سازی وزن سازه کامپوزیتی را دارد. بر اساس بهینه سازی انجام شده، با کاهش %38 وزن، سازه هم چنان در برابر نیروی انفجار مقاوم است. با توجه به پایین بودن نسبت وزن به استحکام در سازه های کامپوزیتی، این سازه ها کاربردهای فراوانی در صنایع نظامی و دریایی دارند. از نتایج این مسئله می توان برای بهینه سازی وزن و استحکام سازه های دریایی که در مقابل بار انفجار زیر آب قرار می گیرند استفاده نمود.