طراحی بهینه ی چندهدفه ی دیسک دوار با ساختار هدفمند آلومینیوم- سیلیکون کاربیدی با خواص وابسته به دما بر اساس رفتار خزشی

در این مقاله پس از بررسی رفتار خزشی دیسک دوار ساخته شده از ترکیب هدفمند دو ماده ی آلومینیوم 6061 و سیلیکون کاربید، توزیع مواد و پروفیل ضخامت بهینه ی آن تعیین شده است. با گسترش معادله ی انتقال حرارت، توزیع دما در دیسک به دست آمده سپس با درنظر گرفتن توزیع دما، با گسترش معادله ی جابه جایی، رفتار ترمومکانیکی دیسک در خزش بررسی شده است. در معادلات فوق تمامی خواص فیزیکی تابع دما و درصد حجمی مواد فرض شده اند. خواص معادل با دو مدل موری- تاناکا و هاشین- شتریکمن به دست آمده و با نتایج موجود در ادبیات فن مقایسه شده است. معادلات ترمومکانیکی با روش شبه تحلیلی حل شده و برای اعتبارسنجی با پاسخ های تحلیلی در حالتی خاص مقایسه شده اند. پس از آن، طراحی بهینه در بخش های تک هدفه و چند هدفه و با استفاده از الگوریتم ژنتیکی انجام گرفته است. اهداف شامل افزایش ضریب اطمینان کمینه، کاهش وزن و کاهش بازه ی تغییرات ضریب اطمینان بیشینه و کمینه و متغیرهای طراحی نیز شامل درصدحجمی مواد در جدار داخلی و خارجی، توان الگوی توزیع مواد و توان پروفیل ضخامت می باشند. نتایج نشان می دهند که دو روش حل تحلیلی و شبه تحلیلی مطابقت کاملی داشه و دیسک بهینه دارای غنای بیشتری از سیلیکون در جدار خارجی بوده و پروفیل ضخامت آن نیز به صورت نزولی است. نتایج پژوهش، تناقض اهداف بهینه سازی را نیز آشکار می کنند و ازاین رو نتایج به صورت جبهه ی پارتو ارائه شده اند.