گروه ریاضی، دانشکده علوم، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران ، f.movahedi@gu.ac.ir
چکیده: (54 مشاهده)
در این مقاله، یک مدل بیوتنسگریتی پنجمرحلهای برای شبیهسازی و مطالعه ستون فقرات انسان ارایه شده است. نوآوری اصلی پژوهش در توسعه مدلهای موجود بیوتنسگریتی ستون فقرات به یک ساختار پنجمرحلهای با قابلیت تقریب بهتر انحنای طبیعی ستون فقرات و نیز بهکارگیری یک الگوریتم فرمیابی موسوم به SBS برای تولید هندسه بدون برخورد اعضا و تعیین نیروهای خودتعادلی سازه است. در این راستا، دو رویکرد زاویه پیچش سلول و اصلاح مختصات گرهها در یک فرآیند تکراری به کار گرفته شدهاند تا مدل هندسی مناسب تولید شود. سپس نیروهای محوری متناظر با حالت خودتعادلی با استفاده از یک مساله بهینهسازی چندهدفه تعیین شدند. برای حل مساله از الگوریتم ژنتیک چندهدفه (gamultiobj) و بهمنظور انتخاب بهترین جواب از میان جوابهای پارتو از روش TOPSIS استفاده شد. مدل نهایی شامل 30 گره و 87 عضو متشکل از 15 عضو فشاری و 72 عضو کششی است. نتایج عددی نشان داد که روش پیشنهادی قادر به استخراج مجموعهای از جوابهای بهینه پارتو برای نیروهای محوری اعضا بوده و مدل حاصل میتواند انحنای طبیعی ستون فقرات را با دقت مناسبی بازسازی کند. همچنین اعتبار فیزیکی نیروهای بهدستآمده از طریق تحلیل اجزای محدود در نرمافزار ADINA تایید شد. نتایج نشاندهنده کارایی بهینهسازی چندهدفه در تعیین حالت خودتعادلی و فرمیابی مدلهای بیوتنسگریتی ستون فقرات است.
نوع مطالعه:
كاربردي |
موضوع مقاله:
تخصصي دریافت: 1405/1/20 | پذیرش: 1405/6/7 | انتشار: 1405/6/20