بهینه‌سازی ساختار و تحلیل ارتعاشات سازه‌ تنسگریتی پشتیبان آنتن‌های صفحه‌ای

سازه‌های تنسگریتی با نسبت بالای سفتی به جرم، قابلیت جمع‌/باز‌شوندگی را دارا هستند و گزینه‌ای مناسب برای کاربردهایی نظیر سازه‌های پشتیبان به شمار می‌روند. این مقاله به استخراج معادلات دینامیک، فرم‌یابی و بهینه‌سازی هندسی سازه تنسگریتی پشتیبان آنتن صفحه‌ای با یک حلقه مرکزی و شش گوشه می‌پردازد. معادلات دینامیک غیرخطی سیستم با استفاده از روش لاگرانژ و المان محدود استخراج و فرم‌یابی سازه به روش چگالی نیرو انجام شده است. برای بهینه‌سازی، سازه‌های با پیکربندی مختلف (با ارتفاع و قطر خارجی ثابت و حفظ انحنای سطح فوقانی) پشتیبان آنتن، با تغییر در قطر حلقه میانی طراحی و بهینه‌سازی شده‌اند. به منظور افزایش دقت، از روش بهینه‌سازی هیبرید جهت نهایی‌سازی هندسه سازه پشتیبان با هدف کاهش جرم، افزایش سفتی و فرکانس طبیعی استفاده شده است. فرآیند بهینه‌سازی هیبرید با بهره‌گیری از الگوریتم ژنتیک و الگوریتم بهینه‌سازی غیرخطی مقید در نهایی‌سازی ساختار سازه پشتیبان، از جمله نوآوری‌های این پژوهش محسوب می‌شود. به منظور ارزیابی استحکام سازه پشتیبان، ارتعاشات آزاد و اجباری سیستم در قالب فرکانس‌های طبیعی، شکل مودها، تغییر طول، جابجایی گره‌ها و نیروهای داخلی اعضاء مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج، بهبود عملکرد ارتعاشی سازه پس از بهینه‌سازی را تایید و نشان داد که استفاده از بازخورد تحلیل‌های ارتعاشی در نهایی‌سازی هندسه، علاوه‌ بر درک بهتر از عملکرد دینامیکی سازه‌، راهکارهای نوینی در طراحی سازه‌های با ساختار پیچیده را ارائه می‌دهد.