جلسه دفاع پایان¬نامه کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک- گرایش طراحی کاربردی

موضوع:  شبیه‌سازی رفتار جذب انرژی ساختارهای سلولی با استفاده از یادگیری ‌ماشین

استادان راهنما: دکتر محمد سیلانی-  دکتر صالح اکبرزاده

استاد مشاور: دکتر زینب مالکی

استادان داور: دکتر محمد مشایخی – دکتر محمدرضا نیرومند

چکیده

سازه‌های سلولی به دلیل جذب انرژی مناسب نسبت به جرم، در طراحی قطعات سبک محافظ در برابر ضربه کاربرد دارند؛ بااین‌حال، بررسی طرح‌های متعدد آن‌ها با تحلیل اجزای محدود هزینه‌بر است. هدف این پژوهش، توسعه مدل‌های جانشین برای پیش‌بینی جذب انرژی ویژه و شناسایی پارامترهای مؤثر بر آن در پنج توپولوژی راد-کلوین، پلیت-کلوین، اکتت-تراس، FCCZ و رومبیکوبوکتاهدرون بود. معیار پاسخ، جذب انرژی ویژه تجمعی تا کرنش مهندسی 20/0 تحت فشار دینامیکی در نظر گرفته شد. برای تولید داده، در مجموع ۳۰۰ شبیه‌سازی با روش اجزای محدود انجام شد و اثر پارامتر هندسی مشخصه، مدول یانگ، چگالی ماده پایه، کرنش آغازترک‌خوردگی/آسیب و فاصله کرنشی پس از آغاز ترک‌خوردگی بررسی گردید. برای هر توپولوژی، یک مدل جانشین مستقل بر پایه رگرسیون فرایند گاوسی توسعه یافت و عملکرد آن با اعتبارسنجی متقابل تودرتو ارزیابی شد. مدل‌ها در این ارزیابی، خطای نرمال‌شده کمتر از ۵ درصد و ضریب تعیین بیش از 94/0 داشتند. تحلیل حساسیت نشان داد که در چهار توپولوژی میله‌پایه، پارامتر هندسی مشخصه بیشترین اثر را بر جذب انرژی ویژه دارد، درحالی‌که در پلیت-کلوین، مدول یانگ مؤثرترین متغیر است. این مدل‌ها می‌توانند در دامنه‌های طراحی بررسی‌شده برای غربالگری اولیه طرح‌ها و اولویت‌بندی متغیرها به کار روند. بااین‌حال، پوشش تجربی بازه‌های عدم‌قطعیت پیش‌بینی کمتر از سطح اسمی بود و نتایج، مبنای کافی برای اعلام برتری مطلق یک توپولوژی بر دیگری فراهم نمی‌کنند. ازاین‌رو، تأیید طرح نهایی به شبیه‌سازی مستقل و در صورت امکان، آزمون تجربی نیاز دارد.

واژه‌های کلیدی: سازه‌های سلولی، جذب انرژی ویژه، اجزای محدود، رگرسیون فرایند گاوسی، تحلیل حساسیت، فشار دینامیکی