بهینه‌یابی سریع خرپا با استفاده از الگوریتم ژنتیک موازی تحت قید قابلیت اعتماد با بهبود روش جبری نیروها و هوش مصنوعی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

• علی کاوه ¹
• وحید کلات جاری ²
• پوریا منصوریان

¹ دانشگاه علم و صنعت ایران

² دانشگاه صنعتی شاهرود

10.22067/civil.v24i2.28778

چکیده

در بیش‌تر تحقیق‌های انجام‌شده در زمینه‌ی بهینه‌یابی سازه‌ها برای پرهیز از محاسبه‌های طولانی، احتمال خرابی سیستم سازه‌ای مستقیماً به‌طور محافظه‌کارانه از روی اعضا محاسبه شده است. بدیهی است که استفاده از این فرضیات محافظه‌کارانه در بهینه‌یابی منجر به نتایج نامطلوب اقتصادی می‌شود. هدف این مقاله ارائه‌ی چند راهکار برای تسریع بهینه‌یابی خرپا با استفاده از الگوریتم ژنتیک تحت قید قابلیت اعتماد سیستم سازه‌ای است. در راهکار اول در روش شاخه و کرانه با توجه به قوانین احتمال، معیاری برای کنار گذاشتن تعدادی از مسیرها و عدم تولید آن‌ها تعیین می‌شود. راهکار دوم بهبود روش جبری نیروها و استفاده از این روش سریع به‌جای روش مرسوم سختی است. راهکار سوم استفاده از عامل‌های هوش مصنوعی در شناسایی مسیرهای خرابی تکراری در تحلیل هر کروموزوم و هم‌چنین تعیین شایستگی به‌ترین کروموزوم‌های هر نسل است که منجر به جلوگیری از محاسبات اضافی و کاهش چشم‌گیر زمان محاسبات می‌شود. با استفاده از راهکار چهارم کروموزوم‌هایی که احتمال خرابی آن‌ها به مقدار قابل توجهی بیش‌تر یا کم‌تر از مقدار مجاز است، در حین تحلیل شناسایی می‌شوند و تحلیل آن‌ها در همان مرحله و بسیار زودتر از موعد تمام می‌شود. راهکارهای اول، سوم و چهارم با اندکی تغییر قابل تعمیم به قاب‌ها خواهد بود. در این تحقیق به تحلیل قابلیت اعتماد و بهینه‌یابی خرپای 25 میله‌ای و گنبد 120 میله‌ای پرداخته شد که در نتیجه‌ی استفاده از راهکار اول، در زمان بسیار کوتاه کران احتمال خرابی باریک‌تری تعیین شد و هم‌چنین استفاده از هر یک از سایر راهکارها منجر به کاهش حجم و زمان محاسبات گردید.

کلیدواژه‌ها

• قابلیت اعتماد
• احتمال خرابی سیستم سازه‌ای
• روش جبری بهبود یافته‌ی نیروها
• روش شاخه و کرانه
• هوش مصنوعی

---

عنوان مقاله [English]

Fast Reliability-Based Optimization Using Parallel Genetic Algorithm, Developed Force Method and Artificial Intelligence

نویسندگان [English]

• Ali kaveh ¹
• VAHID Kalatjari ²
• p Mansourian

چکیده [English]

The aim of this paper is to present four strategies to increase the accuracy and speed of optimization of truss structures under the constraint of Structural System Failure Probability (SSFP). In the first strategy based on the probability rules, a criterion is defined to avoid producing many correlated paths and obtain more accurate upper bound of SSFP. In the second strategy, the force method formulation is improved and employed to analyze trusses with different topologies. In the third strategy two intelligent agents are utilized to identify the repeated paths and determine the fitness of the best chromosomes in each generation. Using the fourth strategy, the chromosomes, whose SSFP is much larger or smaller than the allowable value, are identified during the analysis and the analysis is terminated at that stage.

کلیدواژه‌ها [English]

• Reliability Analysis
• Structural System Failure Probability
• Improved Algebraic Force Method
• Branch and Bound Method
• Artificial Intelligence