شناسایی ضرایب تابع چگالی انرژی کرنشی برای مواد هایپرالاستیک به کمک الگوریتم فراابتکاری ژنتیک

مواد هایپرالاستیک به طور گسترده در صنایع مختلف مانند خودروسازی، پزشکی و ... مورد استفاده قرار می گیرند. اما برخلاف مواد الاستیک که رفتار آنها در محدوده کشسان به صورت خطی است، مواد هایپرالاستیک دارای رفتار غیرخطی می باشند. همچنین گستره تغییر شکل کشسان آنها بسیار بیشتر از مواد الاستیک است. از همین رو مدل سازی رفتار آنها به سادگی مواد الاستیک نمی باشد. جهت مدل سازی رفتار این مواد، روش های مختلفی از جنله مدل نئوهوکین، مونی ریولین، یئو و... پیشنهاد شده است. این مدل ها در واقع نشان دهنده رابطه چگالی انرژی کرنشی مواد هایپرالاستیک هستند. به دلیل پچییدگی در روابط حاکم بر رفتار این مواد، سازه های ساخته شده از مواد هایپرالاستیک به کمک نرم افزارهای تحلیل عددی مانند انسیس و آباکوس مورد بررسی قرار می گیرند. اما آنچه که در این فرآیند اهمیت بالایی دارد، شناسایی ضرایب مدل حاکم بر ماده مورد استفاده است. در این پژوهش پس از استخراج روابط حاکم بر رفتار مواد هایپرالاستیک، به توسعه معرفی یک الگوریتم بهینه سازی ژنتیک برای حل مسائل بهینه سازی چند متغیره پرداخته خواهد شد که با دریافت داده های به بدست آمده از آزمون تجربی کشش تک محور، ضرایب مدل را محاسبه کند. در نهایت به منظور ارزیابی روش پیشنهادی، داده های یک آزمون تجربی مورد استفاده قرار گرفته و ضرایب ماده به کمک این روش شناسایی شده است. مقایسه نتایج بدست آمده از آزمون تجربی و شبیه سازی نرم افزاری خطای بسیار پایین را نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

مواد هایپرالاستیک ، مدلسازی ساختاری ، الگوریتم بهینه سازی ژنتیک ، آزمون کشش تک محور