بهینه سازی توپولوژی عضوهای منعطف انتقالی و چرخشی با استفاده از جابه جایی های تجویزشده

یکی از کاربردهای عضوهای منعطف، کنترل و اندازه گیری دقیق، در تجهیزات با فناوری بالا است. عضوهای منعطف با تغییرشکل ارتجاعی در جهت درجههای آزادی خود جابهجا میشوند؛ درحالی که جابهجایی بسیار کمی در جهت درجههای قید خود دارند. بهینه سازی توپولوژی یک ابزار ریاضی است که از آن برای طراحی عضوهای منعطف استفاده میشود و با توجه به تابع هدف و قیدهای مسئله، طرح بهینه به دست می آید. در این پژوهش یک رابطهسازی برای عضوهای منعطف با تغییرشکلهای کوچک ارائه میشود. این رابطه سازی بر اساس معیار انرژی کرنشی و تحت جابه جایی های تجویز شده انجام میشود. این رابطه سازی خاصیت خودالحاقی دارد که این ویژگی باعث میشود حجم محاسبات برای تحلیل حساسیت مسئله به میزان زیادی کاهش یابد. برای رابطه سازی مسئله ی بهینهسازی توپولوژی از تحلیل اجزای محدود (FEA) و برای مدلسازی مواد از مدل مواد جامد همسانگرد با جریمه (SIMP) استفاده میشود. برای حل مسئلهی بهینهسازی از روش مبتنی بر گرادیان مجانبهای متحرک (MMA) بهره گرفته میشود. مسئله بهینهسازی توپولوژی در محیط نرمافزار متلب (MATLAB) کدنویسی و مثال هایی برای طراحی عضوهای منعطف انتقالی و چرخشی حل میشود. نتایج به دست آمده نشاندهنده مزیت رابطه سازی ارائهشده در تولید توپولوژیهای بهینه و کاربردی است.