1. ‫کارشناسی‬ ‫درجه‬ ‫دریافت‬ ‫برای‬ ‫تحصیلی‬ ‫پایانامه‬
‫مکانیک‬ ‫مهندسی‬ ‫ارشد‬
‫طراحی‬ ‫گرایش‬‫کاربردی‬
‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ ‫ها‬‫قاب‬ ‫در‬ ‫ترک‬ ‫کردن‬ ‫پیدا‬
‫با‬ ‫طبیعی‬ ‫های‬‫فرکانس‬ ‫در‬ ‫تغییر‬
‫و‬ ‫محدود‬ ‫اجزاء‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫استفاده‬
‫مورچگان‬ ‫کلونی‬ ‫یابی‬‫بهینه‬ ‫الگوریتم‬
‫پیوسته‬(ACOR)
‫مولف‬:‫نژاد‬ ‫موسوی‬ ‫سیدسجاد‬
‫سوق‬
‫راهنما‬ ‫استاد‬:‫برادران‬ ‫غالمحسین‬ ‫دکتر‬
‫مشاور‬ ‫استاد‬:‫شیخ‬ ‫فرهاد‬ ‫دکتر‬
‫سامانی‬
‫مهندسی‬ ‫و‬ ‫فنی‬ ‫دانشکده‬
‫مهندسی‬ ‫بخش‬‫مکانیک‬
1

2. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫پژوهش‬ ‫روش‬
‫بحث‬ ‫و‬ ‫نتایج‬
‫و‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬
‫پیشنهادات‬
2

3. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
•‫در‬ ‫کاربرد‬ ‫پر‬ ‫های‬ ‫سازه‬ ‫از‬ ‫ها‬ ‫قاب‬
‫روند‬ ‫می‬ ‫شمار‬ ‫به‬ ‫صنعت‬.
•‫مورد‬ ‫بار‬ ‫انواع‬ ‫تحمل‬ ‫برای‬ ‫ها‬ ‫آن‬
‫قرار‬ ‫استفاده‬‫گیرند‬‫می‬.
•‫ها‬‫ترک‬‫یا‬ ‫و‬ ‫قطعه‬ ‫تولید‬ ‫هنگام‬ ‫در‬ ‫یا‬
‫اثر‬ ‫بر‬ ‫و‬ ‫آن‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫زمان‬ ‫در‬
‫آیند‬‫می‬ ‫بوجود‬ ‫گوناگونی‬ ‫شرایط‬.
3

4. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
‫اهمیت‬
‫های‬ ‫مشخصه‬
‫گذار‬ ‫تاثیر‬
‫بر‬ ‫ترک‬
‫ارتعاشات‬
‫های‬‫روش‬
‫ترک‬ ‫یافتن‬
‫عمق‬
‫موقعیت‬
‫زاویه‬
‫تعداد‬
‫مستقیم‬
‫غیر‬
‫مستقیم‬
4

5. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
‫فعالیت‬
‫نویسند‬
‫ه‬
‫سال‬
‫های‬‫فرکانس‬ ‫ی‬‫محاسبه‬ ‫برای‬ ‫ای‬‫فشرده‬ ‫روش‬
‫ماتریس‬ ‫کمک‬ ‫به‬ ‫ها‬‫شیپ‬ ‫مود‬ ‫و‬ ‫طبیعی‬
‫خواص‬ ‫الگوریتم‬ ‫و‬ ‫کالسیک‬ ‫روابط‬ ، ‫سفتی‬
‫ارائه‬ ‫ای‬‫صفحه‬ ‫های‬‫قاب‬ ‫برای‬ ، ‫خود‬
‫نمود‬
‫ن‬ ِ‫وس‬ َ‫ه‬
1979
‫های‬‫تحلیل‬ ‫برای‬ ‫محدود‬ ‫اجزا‬ ‫مدل‬ ‫یک‬
‫خورده‬ ‫ترک‬ ‫اش‬‫لبه‬ ‫که‬ ‫تیری‬ ‫دینامیک‬
‫است‬ ‫کرده‬ ‫پیشنهاد‬ ‫باشد‬
‫گوناری‬
‫س‬
1988
، ‫محوری‬ ‫ارتعاشات‬ ‫حسب‬ ‫بر‬ ‫ترک‬ ‫بررسی‬
‫یک‬ ‫برای‬ ‫چرخشی‬ ‫و‬ ‫عرضی‬‫مورد‬ ‫را‬ ‫تیر‬
‫است‬ ‫داده‬ ‫قرار‬ ‫بررسی‬
‫سخار‬ 1999
‫های‬‫فرکانس‬ ‫آوردن‬ ‫بدست‬ ‫برای‬ ‫روشی‬
‫اویلر‬ ‫تیر‬ ‫در‬ ‫طبیعی‬-‫برای‬ ‫برنولی‬ ‫می‬ ِ‫کاد‬ 5

6. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
‫انجام‬ ‫روش‬
‫اجزا‬ ‫روش‬
‫محدود‬
‫الگوریتم‬
‫کلونی‬
‫مورچگان‬
‫یک‬
‫بعدی‬
‫دو‬
‫بعدی‬
‫یک‬
‫بعدی‬
‫حل‬
‫مستقی‬
‫م‬
‫حل‬
‫معکوس‬
6

7. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
•‫فرضیات‬:
(a‫هر‬‫جز‬،‫سازه‬‫تیر‬‫اویلر‬-‫برنولی‬‫است‬
(b‫هر‬‫جز‬‫سازه‬‫ارتعاش‬‫محوری‬‫و‬‫عرضی‬
‫دارد‬
(c‫سطح‬‫مقطع‬‫تیرها‬‫مستطیلی‬‫و‬‫یک‬‫نواخت‬
‫می‬‫باشد‬
(d‫راستای‬‫ها‬‫ترک‬‫عمود‬‫بر‬‫محور‬‫هر‬‫جز‬‫و‬
‫سطحی‬‫می‬‫باشند‬
(e‫ها‬‫ترک‬‫رشد‬‫کنند‬‫نمی‬ 7

8. 2 2
2 2
( ) (x)f
d d w
EI C w q
dx dx
 
q(x)
Q0
x
( ) (x)
d du
EA q
dx dx
 
2
2
0
   
  
   
u u
A EA
t x x
2 2 2
2 2 2
0
w w
A EI
t x x

   
  
   
•‫معادالت‬‫حاکم‬‫بر‬‫هر‬‫جز‬‫سازه‬:
‫معادالت‬
‫جابجایی‬
‫معادالت‬
‫ارتعاش‬
‫آزاد‬
8

9. 1 2 e e+1 N N+1
xa
xb
h1 h2 he hN-1 hN
eth
element
he
1 2
•‫المان‬‫بندی‬‫برای‬‫هر‬‫جز‬‫سازه‬:
9

10. •‫فرم‬‫ماتریسی‬‫معادالت‬‫جبری‬‫برای‬‫هر‬‫جز‬
‫محدود‬‫برای‬‫یک‬‫جز‬‫سازه‬:
    e e e e
K M u Q       
2 2
3
2 2
2
0 0 0 0
0 6 3 0 6 3
0 3 2 0 32
0 0 0 0
0 6 3 0 6 3
0 3 0 3 2
2
h h
h h h hE I
h
h h
h h h h
K
Ah
I
 
 


  
 

  
 
 
 
 
 
  
 
 
 
 

2 2
2 2
0 0 0 0
0 22 0
0 22 4 0 13 3
0 0 0 0
0 0
0 3 0 4
140 70
156 54 13
70 140420
54 13 156 22
13 22
h
h h h h
h h
h A
M
h h
h h



 
 
 
  
  
 
 
 
 
1 1 1 2 2 2
Te e e e e e
u w u w   
10

11.    e e e
u T u   
   
Te e e e
Te e e e
Te e e
K T K T
M T M T
F T F
              
              
   
11

12. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
2 j-1 N1 j j+1
 t
E I
K
h f 
   2
(2 )
0.9( 1)
f
 





t t
c
t t
K K
K
K K
 
   
12

13. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
•‫مدل‬‫اجزا‬‫محدود‬‫دو‬‫بعدی‬،‫نرم‬‫افزار‬
‫کامسول‬
•‫ترک‬‫به‬‫بصورت‬‫یک‬‫برش‬
•‫ضخامت‬0.13 mm
•‫نوع‬‫تحلیل‬:‫تنش‬‫صفحه‬‫ای‬
•‫المان‬‫بندی‬‫مثلثی‬
13

14. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
•‫یابی‬‫بهینه‬‫یکی‬‫از‬‫مباحث‬‫متداول‬‫مورد‬
‫بحث‬‫در‬‫های‬‫زمینه‬‫علوم‬‫کامپیوتر‬،
‫هوش‬‫مصنوعی‬،‫تحقیق‬‫در‬‫عملیات‬‫و‬
‫های‬‫زمینه‬‫مرتبط‬‫با‬‫آنها‬‫باشد‬‫می‬.
•‫کلونی‬(‫توده‬)،‫مورچگان‬‫زنبورهای‬‫عسل‬
،‫حرکت‬‫دسته‬‫جمعی‬‫پرندگان‬‫و‬‫یا‬‫به‬
‫طور‬‫کلی‬‫گروهی‬‫از‬‫حشرات‬‫و‬‫جانوران‬
‫دسته‬،‫جمعی‬‫های‬‫سیستم‬‫توزیع‬‫ای‬‫شده‬
‫هستند‬‫که‬‫با‬‫وجود‬‫سادگی‬‫تک‬‫تک‬،‫ها‬‫آن‬
‫یک‬‫سازمان‬‫اجتماعی‬‫بسیار‬‫یافته‬‫ساخت‬ 14

15. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
•‫در‬‫حل‬‫معکوس‬(‫یابی‬‫بهیه‬)‫هدف‬‫یافتن‬
‫موقعیت‬‫و‬‫عمق‬‫ترک‬‫است‬(‫پارامتر‬
‫های‬‫مسئله‬‫بهینه‬‫یابی‬)
•‫خصوصیات‬‫موجه‬‫یک‬‫جواب‬‫موقعیت‬
‫بدون‬‫کمتر‬‫از‬1‫و‬‫عمق‬‫بدون‬‫بعد‬
‫کمتر‬‫از‬0/9
•‫تابع‬‫هدف‬:
•‫هدف‬:‫کمینه‬‫سازی‬‫تابع‬‫هدف‬
1
k
i i
i
CostFunction  

 
15

16. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
‫مجموعه‬ ‫یک‬ ‫ایجاد‬
‫در‬ ‫تصادفی‬ ‫جواب‬
‫حل‬ ‫دامنه‬‫هدف‬ ‫تابع‬ ‫محاسبه‬
‫مجموعه‬ ‫ازای‬ ‫به‬
‫های‬ ‫جواب‬
‫پیشنهادی‬
‫تابع‬ ‫یک‬ ‫طبق‬
‫از‬ ‫متشکل‬ ‫پیوسته‬
‫احتمال‬ ‫توابع‬
‫گوسی‬(‫تابع‬
‫نرمال‬)‫تعداد‬
‫جدید‬ ‫های‬ ‫جواب‬
‫شوند‬ ‫تولید‬
‫بهترین‬ ‫ایا‬
‫شرایط‬ ‫جواب‬
‫نظر‬ ‫مورد‬
‫پذیرش‬ ‫برای‬
‫از‬ ‫خروج‬ ‫و‬
‫الگوریتم‬
‫دارد‬ ‫را‬
‫از‬ ‫سازی‬ ‫مرتب‬
‫به‬ ‫جواب‬ ‫بهترین‬
‫جواب‬ ‫بدترین‬
‫بهترین‬ ‫نمایش‬
‫از‬ ‫جواب‬
‫جواب‬ ‫مجموعه‬
‫موجه‬ ‫های‬
‫بلی‬
‫خیر‬
16

17. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
1f 2f 3f
17

18. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
Lc = 1.5 m
d = 80 mm
L = 4 m
h = 200 mm
w = 80 mm
𝐸 = 200 Gpa
𝜌 = 7800 Kg/m3
1f 2f 3f
18

19. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
Lc1 = 0.25456 m
dc1 = 4 mm
L = 0.8 m
h = 0.02 m
w = 0.02 m
Lc2 = 0.54496 m
dc2 = 6 mm
𝐸 = 181 Gpa
𝜌 = 7860 Kg/m3
19

20. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
20

21. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
1 2
L L
L = 12 m
0.122 m
0.198 m
0.5 L
0.5 L 0.5 L 0.5 L 0.5 L
0.5 L
dc = 109.8 mm
ζ1
ζ1
ζ2
ζ3 ζ3 ζ3 ζ3ζ4ζ4ζ4ζ4
L0.1=1ζ
L0.8=2ζ
L0.2=3ζ
L0.3=4ζ
𝐸 = 181 Gpa
𝜌 = 7849 Kg/m3
101.7846 mm
93.7936 mm
21

22. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
‫حسب‬ ‫بر‬ ‫طبیعی‬ ‫های‬ ‫فرکانس‬rad/s
22

23. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
‫حالت‬1–‫ها‬ ‫فرکانس‬ ‫کاهش‬ ‫درصد‬
23

24. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
‫حالت‬2–‫ها‬ ‫فرکانس‬ ‫کاهش‬ ‫درصد‬
24

25. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
1f 2f 3f
25

26. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬1
0.35
0.45
5m
0.10 m
0.10 m
3 m
0.332
2
26
𝐸 = 370 Gpa
𝜌 = 2500 Kg/m3
‫بعد‬ ‫بدون‬ ‫عمق‬=0.6
‫بعد‬ ‫بدون‬ ‫عمق‬=0.28
‫بعد‬ ‫بدون‬ ‫عمق‬=0.675

27. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
‫حسب‬ ‫بر‬ ‫طبیعی‬ ‫های‬ ‫فرکانس‬rad/s
27

28. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
‫ستون‬
‫تیر‬
28
1
0.332

29. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
‫افقی‬ ‫تیر‬
29

30. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
‫ترک‬ ‫یک‬ ‫تیر‬ ‫هر‬
‫عمودی‬ ‫تیر‬‫افقی‬ ‫تیر‬
30
0.35 0.45
2

31. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
‫ترک‬ ‫یک‬ ‫تیر‬ ‫هر‬
31

32. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
‫عمودی‬ ‫تیر‬ ‫در‬ ‫ترک‬ ‫دو‬ ‫هر‬
32

33. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
‫افقی‬ ‫تیر‬ ‫در‬ ‫ترک‬ ‫دو‬ ‫هر‬
33

34. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
‫نتایج‬
‫مدل‬‫ترک‬‫مورد‬‫استفاده‬،‫تواند‬‫می‬‫در‬
‫رابطه‬‫با‬‫های‬‫سازه‬‫دار‬‫ترک‬‫مورد‬
‫استفاده‬‫قرار‬‫گیرد‬
‫در‬‫ها‬‫سازه‬‫یک‬‫ترک‬‫می‬‫تواند‬،
‫هایی‬‫معادل‬‫از‬‫جهت‬‫تغییر‬‫در‬
‫های‬‫فرکانس‬‫طبیعی‬‫داشته‬‫باشد‬
‫استفاده‬‫از‬‫های‬‫فرکانس‬‫طبیعی‬‫عنوان‬‫به‬
‫مشخصه‬‫اصلی‬‫برای‬‫یافتن‬‫ترک‬‫در‬
‫ها‬‫سازه‬‫نمیتواند‬‫به‬‫تنهایی‬‫های‬‫جواب‬
‫یکتایی‬‫را‬‫استخراج‬‫کند‬
‫روش‬‫کلونی‬‫مورچگان‬‫پیوسته‬‫تواند‬‫می‬ 34

35. ‫مقدمه‬
‫پیشینه‬
‫روش‬
‫پژوهش‬
‫نتایج‬
‫بحث‬ ‫و‬
‫نتیجه‬
‫و‬ ‫گیری‬
‫پیشنها‬
‫دات‬
‫پیشنهادات‬
‫انتخاب‬‫سایر‬‫های‬‫مشخصه‬‫دینامیکی‬‫در‬
‫کنار‬‫های‬‫فرکانس‬‫طبیعی‬‫به‬‫منظور‬
‫ساختن‬‫تابع‬‫هدف‬
‫بررسی‬‫های‬‫ترک‬‫مایل‬‫در‬‫ها‬‫سازه‬‫به‬
‫منظور‬‫یافتن‬‫حلی‬‫راه‬‫برای‬‫حل‬‫معکوس‬
‫چنین‬‫هایی‬‫ترک‬
‫بررسی‬‫ترک‬‫در‬‫های‬‫سازه‬‫تشکیل‬‫شده‬‫از‬
‫اجزاء‬FGM
35

36. 36

37. 37