Due to the wide range of variables involved and sophisticate d analysis techniques required, optimum structural design of laminated composite materials is known to be a challenge for designers. The complexity of the design problem is increased when manufacturing issues are also taken into account due to their strong connection with the structural performance. The major challenge involved in the coupled design problem is to handle multiple conflicting objectives. The problem, with its proper consideration through multi–objective optimization, is studied in this research. To solve the related multi–objective optimization problem, which for its intrinsic nature does not have a single solution, three strategies are proposed here. The first strategy requires reduced computational effort, while it yields only one solution. The second strategy requires more computational effort and returns a moderate number of optimum solutions. The third strategy, though involves high computational effort, provides a large number of optimum solutions and a clear image of the trade–off among objectives. For each strategy a hybrid algorithm consisting of a local search, a global search and a multi–objective optimization technique is proposed. The hybrid algorithms are developed particularly to provide a convergence rate higher than the one provided by available GA–based optimization methods. The extent of achieving this goal is evaluated by several test problems. The proposed hybrid algorithms are applied to two practical composite design problems, the results of which confirm the presence of a strong interconnection among structural and manufacturing objectives and demonstrate the effectiveness of the coupled design approach in providing alternative designs. Although dominated by the structural parameters, performance of a composite structure made by resin transfer moulding is shown to be strongly affected by the manu / Une méthodologie de conception pour incorporer les paramètres de fabrication dans le processus de conception structurale a été proposée. Son application pour la conception des matériaux composites stratifiés fabriqués par le procédé d'injection sur renfort est démontrée.Le défi principal dans l'optimisation simultanée des paramètres structuraux et de fabrication est le traitement de multiples objectifs contradictoires. Comme le problème d'optimisation à objectifs multiples n'a pas une solution unique, le problème de conception a été traité en utilisant trois stratégies différentes. La première stratégie, exigeant peu d'effort informatique, renvoie seulement une solution en fonction des préférences définies par l'utilisateur pour les objectifs. La deuxième stratégie, requérant un nombre modéré d'évaluations de fonction, fournit un nombre restreint de solutions optimales et présente un compromis approximatif des objectifs. La troisième stratégie fournit un grand nombre de solutions optimales donnant une image précise du compromis entre les objectifs et requiert un grand nombre d'évaluations de fonction.Pour chaque stratégie, un différent algorithme hybride consistant d'une recherche locale, d'une recherche globale, et d'une technique d'optimisation à objectifs multiples est proposé. Les algorithmes hybrides sont élaborés de manière à fournir un taux de convergence plus haut que le taux de convergence obtenu avec des méthodes d'optimisation d'algorithmes génétiques (GA) disponibles. Le degré d'achèvement de cet objectif est testé en utilisant les algorithmes hybrides proposés pour la résolution de plusieurs fonctions mathématiques.Les algorithmes hybrides proposés sont ensuite appliqués à deux problèmes pratiques de conception de matériaux composites. Les résultats confirment une forte interconnexion entre les paramètres structuraux et de fab
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.66909 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Ghiasi, Mohammad |
| Contributors | Damiano Pasini (Supervisor2), Larry Lessard (Supervisor1) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Mechanical Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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