Nature.com saytına daxil olduğunuz üçün təşəkkür edirik. Məhdud CSS dəstəyi olan brauzer versiyasından istifadə edirsiniz. Paslanmayan polad spiral borusu Ən yaxşı təcrübə üçün yenilənmiş brauzerdən istifadə etməyinizi (və ya Internet Explorer-də Uyğunluq Rejimini deaktiv etməyinizi) tövsiyə edirik. Bundan əlavə, davamlı dəstəyi təmin etmək üçün saytı stillər və JavaScript olmadan göstəririk.
Eyni anda üç slayddan ibarət karuseli göstərir. Bir anda üç slayd arasında hərəkət etmək üçün Əvvəlki və Növbəti düymələrindən, yaxud bir anda üç slayd arasında hərəkət etmək üçün sonundakı sürgü düymələrindən istifadə edin.
Bu tədqiqatda, Paslanmayan polad rulon borusu, raketdə istifadə olunan qanad qatlama mexanizminin burulma və sıxılma yaylarının dizaynı optimallaşdırma problemi kimi qəbul edilir. Raket buraxılış borusundan çıxdıqdan sonra, bağlı qanadlar müəyyən bir müddət ərzində açılmalı və bərkidilməlidir. Tədqiqatın məqsədi yaylarda saxlanılan enerjini maksimum dərəcədə artırmaq idi ki, qanadlar ən qısa müddətdə açıla bilsin. Bu halda, hər iki nəşrdəki enerji tənliyi optimallaşdırma prosesində məqsəd funksiyası kimi müəyyən edilmişdir. Yay dizaynı üçün tələb olunan tel diametri, rulon diametri, rulonların sayı və əyilmə parametrləri optimallaşdırma dəyişənləri kimi müəyyən edilmişdir. Mexanizmin ölçüsünə görə dəyişənlərdə həndəsi məhdudiyyətlər, eləcə də yayların daşıdığı yükə görə təhlükəsizlik faktoruna məhdudiyyətlər mövcuddur. Bu optimallaşdırma problemini həll etmək və yay dizaynını yerinə yetirmək üçün bal arısı (BA) alqoritmindən istifadə edilmişdir. BA ilə əldə edilən enerji dəyərləri əvvəlki Təcrübələrin Dizaynı (DOE) tədqiqatlarından əldə edilənlərdən daha üstündür. Optimallaşdırmadan əldə edilən parametrlərdən istifadə edərək hazırlanmış yaylar və mexanizmlər ilk dəfə ADAMS proqramında təhlil edilmişdir. Bundan sonra, istehsal olunmuş yaylar real mexanizmlərə inteqrasiya edilərək eksperimental sınaqlar aparıldı. Sınaq nəticəsində qanadların təxminən 90 millisaniyədən sonra açıldığı müşahidə edildi. Bu dəyər layihənin 200 millisaniyəlik hədəfindən xeyli aşağıdır. Bundan əlavə, analitik və eksperimental nəticələr arasındakı fərq cəmi 16 ms-dir.
Təyyarələrdə və dəniz nəqliyyat vasitələrində paslanmayan polad spiral boru qatlama mexanizmləri çox vacibdir. Bu sistemlər uçuş performansını və idarəetməsini yaxşılaşdırmaq üçün təyyarə modifikasiyalarında və konversiyalarında istifadə olunur. Uçuş rejimindən asılı olaraq, qanadlar aerodinamik təsirini azaltmaq üçün fərqli şəkildə qatlanır və açılır1. Bu vəziyyət bəzi quşların və həşəratların gündəlik uçuş və dalğıc zamanı qanadlarının hərəkətləri ilə müqayisə edilə bilər. Eynilə, hidrodinamik təsirləri azaltmaq və idarəetməni maksimum dərəcədə artırmaq üçün sualtı qayıqlarda sürüşmələr qatlanır və açılır3. Bu mexanizmlərin digər bir məqsədi saxlama və daşınma üçün vertolyot pervanesi 4-ün qatlanması kimi sistemlərə həcm üstünlükləri təmin etməkdir. Raketin qanadları da saxlama yerini azaltmaq üçün aşağı qatlanır. Beləliklə, buraxılış qurğusunun 5 daha kiçik bir sahəsinə daha çox raket yerləşdirilə bilər. Qatlanma və açılmada effektiv şəkildə istifadə olunan komponentlər adətən yaylardır. Qatlanma anında enerji orada saxlanılır və açılma anında buraxılır. Çevik quruluşuna görə saxlanılan və buraxılan enerji bərabərləşdirilir. Yay əsasən sistem üçün hazırlanmışdır və bu dizayn optimallaşdırma problemi yaradır6. Çünki o, tel diametri, bobin diametri, döngələrin sayı, spiral bucağı və material növü kimi müxtəlif dəyişənləri əhatə etsə də, kütlə, həcm, minimum gərginlik paylanması və ya maksimum enerji mövcudluğu kimi meyarlar da mövcuddur7.
Bu tədqiqat raket sistemlərində istifadə olunan qanad qatlama mexanizmləri üçün yayların dizaynı və optimallaşdırılmasına işıq salır. Uçuşdan əvvəl buraxılış borusunun içərisində olan qanadlar raketin səthində qatlanmış qalır və buraxılış borusundan çıxdıqdan sonra müəyyən müddət açılır və səthə basılmış qalır. Bu proses raketin düzgün işləməsi üçün vacibdir. Hazırlanmış qatlama mexanizmində qanadların açılması burulma yayları, kilidlənməsi isə sıxılma yayları ilə həyata keçirilir. Uyğun bir yay dizayn etmək üçün optimallaşdırma prosesi aparılmalıdır. Yay optimallaşdırması daxilində ədəbiyyatda müxtəlif tətbiqlər mövcuddur.
Paredes və digərləri.8 spiral yayların dizaynı üçün maksimum yorğunluq ömrü faktorunu obyektiv funksiya kimi təyin etmiş və optimallaşdırma metodu kimi kvazi-Nyuton metodundan istifadə etmişdir. Optimallaşdırmada dəyişənlər tel diametri, bobin diametri, döngələrin sayı və yay uzunluğu kimi müəyyən edilmişdir. Yay strukturunun digər bir parametri onun hazırlandığı materialdır. Buna görə də, bu, dizayn və optimallaşdırma tədqiqatlarında nəzərə alınmışdır. Zebdi və digərləri. 9 öz tədqiqatlarında çəki faktorunun əhəmiyyətli olduğu obyektiv funksiyada maksimum sərtlik və minimum çəki hədəfləri qoymuşlar. Bu halda, onlar yay materialını və həndəsi xüsusiyyətləri dəyişənlər kimi təyin etmişlər. Optimallaşdırma metodu kimi genetik alqoritmdən istifadə edirlər. Avtomobil sənayesində materialların çəkisi nəqliyyat vasitəsinin performansından tutmuş yanacaq sərfiyyatına qədər bir çox cəhətdən faydalıdır. Asma üçün bobin yaylarını optimallaşdırarkən çəkinin minimuma endirilməsi tanınmış bir tədqiqatdır10. Bahshesh və Bahshesh11 müxtəlif asma yay kompozit dizaynlarında minimum çəki və maksimum dartılma möhkəmliyinə nail olmaq məqsədi ilə ANSYS mühitində işlərində E-şüşə, karbon və Kevlar kimi materialları dəyişənlər kimi müəyyən etmişdirlər. İstehsal prosesi kompozit yayların hazırlanmasında çox vacibdir. Beləliklə, optimallaşdırma problemində istehsal metodu, prosesdə atılan addımlar və bu addımların ardıcıllığı kimi müxtəlif dəyişənlər rol oynayır12,13. Dinamik sistemlər üçün yaylar dizayn edilərkən sistemin təbii tezlikləri nəzərə alınmalıdır. Rezonansdan qaçınmaq üçün yayın ilk təbii tezliyinin sistemin təbii tezliyindən ən azı 5-10 dəfə çox olması tövsiyə olunur14. Taktak və digərləri7 yayın kütləsini minimuma endirməyə və rulon yay dizaynında obyektiv funksiyalar kimi ilk təbii tezliyi maksimuma çatdırmağa qərar verdilər. Onlar Matlab optimallaşdırma alətində naxış axtarışı, daxili nöqtə, aktiv dəst və genetik alqoritm metodlarından istifadə etdilər. Analitik tədqiqat yay dizaynı tədqiqatının bir hissəsidir və Sonlu Element Metodu bu sahədə populyardır15. Patil və digərləri16 analitik prosedurdan istifadə edərək sıxılma spiral yayının çəkisini azaltmaq üçün optimallaşdırma metodu hazırladılar və sonlu element metodundan istifadə edərək analitik tənlikləri sınaqdan keçirdilər. Yayın faydalılığını artırmaq üçün digər bir meyar onun saxlaya biləcəyi enerjinin artmasıdır. Bu hal həmçinin yayın uzun müddət faydalılığını qorumasını təmin edir. Rahul və Rameshkumar17 Avtomobil rulon yay dizaynlarında yay həcmini azaltmağa və gərginlik enerjisini artırmağa çalışırlar. Onlar həmçinin optimallaşdırma tədqiqatlarında genetik alqoritmlərdən istifadə ediblər.
Göründüyü kimi, optimallaşdırma tədqiqatındakı parametrlər sistemdən sistemə dəyişir. Ümumiyyətlə, daşıdığı yükün müəyyənedici amil olduğu bir sistemdə sərtlik və kəsmə gərginliyi parametrləri vacibdir. Material seçimi bu iki parametrlə çəki limit sisteminə daxil edilir. Digər tərəfdən, yüksək dinamik sistemlərdə rezonansların qarşısını almaq üçün təbii tezliklər yoxlanılır. Faydalılığın vacib olduğu sistemlərdə enerji maksimum dərəcədə artır. Optimallaşdırma tədqiqatlarında FEM analitik tədqiqatlar üçün istifadə olunsa da, müəyyən parametrlər diapazonunda klassik Nyuton metodu ilə birlikdə genetik alqoritm14,18 və boz qurd alqoritmi19 kimi metaevristik alqoritmlərin istifadə edildiyini görmək olar. Metaevristik alqoritmlər, xüsusən də populyasiyanın təsiri altında qısa müddət ərzində optimal vəziyyətə yaxınlaşan təbii adaptasiya metodlarına əsaslanaraq hazırlanmışdır20,21. Axtarış sahəsindəki populyasiyanın təsadüfi paylanması ilə onlar lokal optimadan yayınır və qlobal optimaya doğru irəliləyirlər22. Beləliklə, son illərdə o, tez-tez real sənaye problemləri kontekstində istifadə olunur23,24.
Bu tədqiqatda hazırlanmış qatlanma mexanizmi üçün kritik hal, uçuşdan əvvəl bağlı vəziyyətdə olan qanadların borudan çıxdıqdan müəyyən bir müddət sonra açılmasıdır. Bundan sonra, kilidləmə elementi qanadı bloklayır. Buna görə də, yaylar uçuş dinamikasına birbaşa təsir göstərmir. Bu halda, optimallaşdırmanın məqsədi yayın hərəkətini sürətləndirmək üçün saxlanılan enerjini maksimum dərəcədə artırmaq idi. Rulon diametri, məftil diametri, rulonların sayı və əyilmə optimallaşdırma parametrləri kimi müəyyən edilmişdir. Yayın kiçik ölçüsünə görə çəki məqsəd hesab edilməmişdir. Buna görə də, material növü sabit kimi müəyyən edilmişdir. Mexaniki deformasiyalar üçün təhlükəsizlik həddi kritik məhdudiyyət kimi müəyyən edilmişdir. Bundan əlavə, mexanizmin əhatə dairəsində dəyişkən ölçülü məhdudiyyətlər iştirak edir. BA metaevristik metodu optimallaşdırma metodu kimi seçilmişdir. BA çevik və sadə quruluşuna və mexaniki optimallaşdırma tədqiqatlarındakı irəliləyişlərinə görə üstünlük təşkil etmişdir25. Tədqiqatın ikinci hissəsində, qatlanma mexanizminin əsas dizaynı və yay dizaynı çərçivəsinə ətraflı riyazi ifadələr daxil edilmişdir. Üçüncü hissədə optimallaşdırma alqoritmi və optimallaşdırma nəticələri yer alır. Fəsil 4 ADAMS proqramında təhlil aparır. Yayların uyğunluğu istehsaldan əvvəl təhlil edilir. Sonuncu bölmədə eksperimental nəticələr və sınaq şəkilləri yer alır. Tədqiqatda əldə edilən nəticələr həmçinin DOE yanaşmasından istifadə edərək müəlliflərin əvvəlki işləri ilə müqayisə edilmişdir.
Bu tədqiqatda hazırlanmış qanadlar raketin səthinə doğru qatlanmalıdır. Qanadlar qatlanmış vəziyyətdən açılmış vəziyyətə doğru fırlanır. Bunun üçün xüsusi bir mexanizm hazırlanmışdır. Şəkil 1-də raket koordinat sistemində qatlanmış və açılmış konfiqurasiya5 göstərilir.
Şəkil 2-də mexanizmin kəsik görünüşü göstərilir. Mexanizm bir neçə mexaniki hissədən ibarətdir: (1) əsas gövdə, (2) qanad valı, (3) yastıq, (4) kilidləmə gövdəsi, (5) kilidləmə qolu, (6) dayanacaq sancağı, (7) burulma yayı və (8) sıxılma yayları. Qanad valı (2) kilidləmə qolu (4) vasitəsilə burulma yayına (7) birləşdirilir. Raket havaya qalxdıqdan sonra hər üç hissə eyni vaxtda fırlanır. Bu fırlanma hərəkəti ilə qanadlar son vəziyyətinə qayıdır. Bundan sonra sancaq (6) sıxılma yayı (8) tərəfindən hərəkətə gətirilir və bununla da kilidləmə gövdəsinin (4)5 bütün mexanizmini bloklayır.
Elastik modul (E) və kəsmə modulu (G) yayın əsas dizayn parametrləridir. Bu tədqiqatda yay materialı kimi yüksək karbonlu yay polad məftili (Musiqi məftili ASTM A228) seçilmişdir. Digər parametrlər məftil diametri (d), orta spiral diametri (Dm), spiralların sayı (N) və yay əyilməsidir (sıxılma yayları üçün xd və burulma yayları üçün θ)26. Sıxılma yayları \({(SE}_{x})\) və burulma (\({SE}_{\theta}\)) yayları üçün saxlanılan enerji (1) və (2)26 tənliklərindən hesablana bilər. (Sıxılma yayı üçün kəsmə modulu (G) dəyəri 83.7E9 Pa, burulma yayı üçün isə elastik modul (E) dəyəri 203.4E9 Pa-dır.)
Sistemin mexaniki ölçüləri yayın həndəsi məhdudiyyətlərini birbaşa müəyyən edir. Bundan əlavə, raketin yerləşəcəyi şərtlər də nəzərə alınmalıdır. Bu amillər yay parametrlərinin limitlərini müəyyən edir. Digər vacib məhdudiyyət təhlükəsizlik amilidir. Təhlükəsizlik amili anlayışı Şigley və digərləri tərəfindən ətraflı təsvir edilmişdir.26. Sıxılma yayı təhlükəsizlik amili (SFC) maksimum icazə verilən gərginliyin davamlı uzunluq üzərindəki gərginliyə bölünməsi kimi müəyyən edilir. SFC (3), (4), (5) və (6)26 tənliklərindən istifadə etməklə hesablana bilər. (Bu tədqiqatda istifadə olunan yay materialı üçün \({S}_{sy}=980 MPa\)). F tənlikdəki qüvvəni, KB isə 26-nın Berqştrasser əmsalını təmsil edir.
Yayın burulma təhlükəsizlik əmsalı (YT) M-in k-yə bölünməsi ilə müəyyən edilir. YT (7), (8), (9) və (10)26 tənliklərindən hesablana bilər. (Bu tədqiqatda istifadə olunan material üçün \({S}_{y}=1600 \mathrm{MPa}\)). Tənlikdə M fırlanma anı üçün, \({k}^{^{\prime}}\) yay sabiti (fırlanma anı/fırlanma) üçün və Ki gərginlik korreksiya əmsalı üçün istifadə olunur.
Bu tədqiqatda əsas optimallaşdırma məqsədi yayın enerjisini maksimum dərəcədə artırmaqdır. Məqsəd funksiyası, \(f(X)\)-ni maksimum dərəcədə artıran \(\overrightarrow{\{X\}}\) tapmaq üçün hazırlanmışdır. \({f}_{1}(X)\) və \({f}_{2}(X)\) müvafiq olaraq sıxılma və burulma yayının enerji funksiyalarıdır. Optimallaşdırma üçün istifadə edilən hesablanmış dəyişənlər və funksiyalar aşağıdakı tənliklərdə göstərilmişdir.
Yayın dizaynına qoyulan müxtəlif məhdudiyyətlər aşağıdakı tənliklərdə verilmişdir. (15) və (16) tənlikləri müvafiq olaraq sıxılma və burulma yayları üçün təhlükəsizlik amillərini təmsil edir. Bu tədqiqatda SFC 1,2-dən böyük və ya bərabər, SFT isə θ26-dan böyük və ya bərabər olmalıdır.
BA, arıların tozcuq axtarma strategiyalarından ilhamlanıb27. Arılar məhsuldar tozcuq sahələrinə daha çox yem toplayan, daha az məhsuldar tozcuq sahələrinə isə daha az yem toplayan göndərməklə axtarış aparırlar. Beləliklə, arı populyasiyasından ən böyük səmərəlilik əldə edilir. Digər tərəfdən, kəşfiyyatçı arılar yeni tozcuq sahələrini axtarmağa davam edir və əvvəlkindən daha məhsuldar sahələr varsa, bir çox yem toplayan bu yeni sahəyə yönəldiləcək28. BA iki hissədən ibarətdir: yerli axtarış və qlobal axtarış. Yerli axtarış, arılar kimi minimuma yaxın daha çox icma (elit saytlar) axtarır və digər saytlar (optimal və ya seçilmiş saytlar) üçün daha az axtarış aparır. Qlobal axtarış hissəsində ixtiyari axtarış aparılır və yaxşı dəyərlər tapılarsa, stansiyalar növbəti iterasiyada yerli axtarış hissəsinə köçürülür. Alqoritm bəzi parametrləri ehtiva edir: kəşfiyyatçı arıların sayı (n), yerli axtarış saytlarının sayı (m), elit saytların sayı (e), elit saytlardakı yem toplayanların sayı (nep), optimal ərazilərdəki yem toplayanların sayı. Sahə (nsp), qonşuluq ölçüsü (ngh) və təkrarların sayı (I)29. BA psevdokodu Şəkil 3-də göstərilib.
Alqoritm \({g}_{1}(X)\) və \({g}_{2}(X)\ arasında işləməyə çalışır. Hər iterasiya nəticəsində optimal dəyərlər müəyyən edilir və ən yaxşı dəyərləri əldə etmək üçün bu dəyərlər ətrafında populyasiya toplanır. Məhdudiyyətlər yerli və qlobal axtarış bölmələrində yoxlanılır. Yerli axtarışda, bu amillər uyğun olarsa, enerji dəyəri hesablanır. Yeni enerji dəyəri optimal dəyərdən böyükdürsə, yeni dəyəri optimal dəyərə təyin edin. Axtarış nəticəsində tapılan ən yaxşı dəyər cari elementdən böyükdürsə, yeni element kolleksiyaya daxil ediləcək. Yerli axtarışın blok diaqramı Şəkil 4-də göstərilib.
Əhali BA-da əsas parametrlərdən biridir. Əvvəlki tədqiqatlardan görünür ki, populyasiyanın genişləndirilməsi tələb olunan təkrarların sayını azaldır və uğur ehtimalını artırır. Bununla belə, funksional qiymətləndirmələrin sayı da artır. Çox sayda elit sahənin olması performansa əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərmir. Elit sahələrin sayı sıfır30 deyilsə, az ola bilər. Kəşfiyyatçı arı populyasiyasının ölçüsü (n) adətən 30 ilə 100 arasında seçilir. Bu tədqiqatda uyğun sayı müəyyən etmək üçün həm 30, həm də 50 ssenari işlədilib (Cədvəl 2). Digər parametrlər populyasiyadan asılı olaraq müəyyən edilir. Seçilmiş sahələrin sayı (m) populyasiya ölçüsünün (təxminən) 25%-ni, seçilmiş sahələr arasında elit sahələrin sayı (e) isə m-in 25%-ni təşkil edir. Yemlənən arıların sayı (axtarışların sayı) elit sahələr üçün 100, digər yerli sahələr üçün isə 30 olaraq seçilib. Qonşuluq axtarışı bütün təkamül alqoritmlərinin əsas konsepsiyasıdır. Bu tədqiqatda qonşuların daralması metodundan istifadə edilib. Bu metod hər iterasiya zamanı qonşuluğun ölçüsünü müəyyən bir sürətlə azaldır. Gələcək iterasiyalarda daha dəqiq axtarış üçün daha kiçik qonşuluq dəyərlərindən30 istifadə etmək olar.
Hər ssenari üçün optimallaşdırma alqoritminin təkrarlana bilməsini yoxlamaq üçün ardıcıl on sınaq aparılmışdır. Şəkil 5-də sxem 1 üçün burulma yayının optimallaşdırılmasının nəticələri, şəkil 6-da isə sxem 2 üçün göstərilir. Test məlumatları həmçinin 3 və 4-cü cədvəllərdə verilmişdir (sıxılma yayı üçün əldə edilən nəticələri özündə əks etdirən cədvəl Əlavə Məlumat S1-dədir). Arı populyasiyası ilk iterasiyada yaxşı dəyərlər axtarışını gücləndirir. Ssenari 1-də bəzi testlərin nəticələri maksimumdan aşağı idi. Ssenari 2-də populyasiyanın artması və digər müvafiq parametrlər səbəbindən bütün optimallaşdırma nəticələrinin maksimuma yaxınlaşdığı görünür. Ssenari 2-dəki dəyərlərin alqoritm üçün kifayət qədər olduğu görünür.
Təkrarlamalarda enerjinin maksimum dəyərini əldə edərkən, tədqiqat üçün məhdudiyyət kimi təhlükəsizlik amili də təqdim olunur. Təhlükəsizlik amili üçün cədvələ baxın. BA istifadə edilərək əldə edilən enerji dəyərləri Cədvəl 5-də 5 DOE metodu ilə əldə edilən dəyərlərlə müqayisə edilir. (İstehsalın asanlığı üçün burulma yayının növbələrinin sayı (N) 4.88 əvəzinə 4.9-dur və sıxılma yayında əyilmə (xd) 7.99 mm əvəzinə 8 mm-dir.) BA-nın daha yaxşı nəticə verdiyini görmək olar. BA bütün dəyərləri yerli və qlobal axtarışlar vasitəsilə qiymətləndirir. Bu yolla o, daha çox alternativi daha sürətli sınaqdan keçirə bilər.
Bu tədqiqatda qanad mexanizminin hərəkətini təhlil etmək üçün Adamsdan istifadə edilmişdir. Adamsa əvvəlcə mexanizmin 3D modeli verilir. Daha sonra əvvəlki bölmədə seçilmiş parametrlərlə yay təyin olunur. Bundan əlavə, faktiki təhlil üçün bəzi digər parametrlər də müəyyən edilməlidir. Bunlar birləşmələr, material xüsusiyyətləri, təmas, sürtünmə və cazibə qüvvəsi kimi fiziki parametrlərdir. Bıçaq valı ilə yastıq arasında fırlanan birləşmə var. 5-6 silindrik birləşmə var. 5-1 sabit birləşmə var. Əsas gövdə alüminium materialdan hazırlanır və sabitdir. Qalan hissələrin materialı poladdır. Materialın növündən asılı olaraq sürtünmə əmsalını, təmas sərtliyini və sürtünmə səthinin nüfuz dərinliyini seçin. (paslanmayan polad AISI 304) Bu tədqiqatda kritik parametr qanad mexanizminin açılma müddətidir və bu, 200 ms-dən az olmalıdır. Buna görə də, təhlil zamanı qanadın açılma vaxtına diqqət yetirin.
Adamsın təhlili nəticəsində qanad mexanizminin açılış müddəti 74 millisaniyədir. 1-dən 4-ə qədər dinamik simulyasiyanın nəticələri Şəkil 7-də göstərilib. Şəkil 5-dəki ilk şəkil simulyasiyanın başlama vaxtıdır və qanadlar qatlanma üçün gözləmə vəziyyətindədir. (2) Qanad 43 dərəcə fırlandıqda 40 ms-dən sonra qanadın vəziyyətini göstərir. (3) 71 millisaniyədən sonra qanadın vəziyyətini göstərir. Həmçinin sonuncu şəkildə (4) qanadın dönməsinin sonu və açıq vəziyyət göstərilir. Dinamik təhlil nəticəsində qanadın açılma mexanizminin hədəf dəyərindən 200 ms-dən xeyli qısa olduğu müşahidə edildi. Bundan əlavə, yayların ölçüsünü təyin edərkən təhlükəsizlik limitləri ədəbiyyatda tövsiyə olunan ən yüksək dəyərlərdən seçilmişdir.
Bütün dizayn, optimallaşdırma və simulyasiya tədqiqatları başa çatdıqdan sonra mexanizmin prototipi istehsal olunaraq inteqrasiya edildi. Daha sonra simulyasiya nəticələrini yoxlamaq üçün prototip sınaqdan keçirildi. Əvvəlcə əsas korpus bərkidildi və qanadlar qatlandı. Daha sonra qanadlar qatlanmış vəziyyətdən buraxıldı və qanadların qatlanmış vəziyyətdən açılmış vəziyyətə fırlanmasının videosu çəkildi. Taymerdən həmçinin video çəkiliş zamanı vaxtı təhlil etmək üçün də istifadə edildi.
Şəkil 8-də 1-4 nömrəli video kadrlar göstərilir. Şəkildəki 1 nömrəli kadrlar qatlanmış qanadların buraxılma anını göstərir. Bu an t0 vaxtının başlanğıc anı hesab olunur. 2 və 3-cü kadrlar qanadların ilkin andan 40 ms və 70 ms sonrakı mövqelərini göstərir. 3 və 4-cü kadrları təhlil edərkən, qanadın hərəkətinin t0-dan 90 ms sonra sabitləşdiyi və qanadın açılmasının 70 ilə 90 ms arasında tamamlandığı görünür. Bu vəziyyət həm simulyasiya, həm də prototip sınağının təxminən eyni qanad açma vaxtı verdiyini və dizaynın mexanizmin performans tələblərinə cavab verdiyini göstərir.
Bu məqalədə, qanad qatlama mexanizmində istifadə edilən burulma və sıxılma yayları BA istifadə edilərək optimallaşdırılıb. Parametrlərə bir neçə təkrarlama ilə tez bir zamanda nail olmaq mümkündür. Burulma yayı 1075 mJ, sıxılma yayı isə 37.24 mJ olaraq qiymətləndirilir. Bu dəyərlər əvvəlki DOE tədqiqatlarından 40-50% daha yaxşıdır. Yay mexanizmə inteqrasiya olunur və ADAMS proqramında təhlil edilir. Təhlil edildikdə, qanadların 74 millisaniyə ərzində açıldığı məlum olub. Bu dəyər layihənin 200 millisaniyə hədəfindən xeyli aşağıdır. Sonrakı eksperimental tədqiqatda açılma müddətinin təxminən 90 ms olduğu ölçülüb. Təhlillər arasındakı bu 16 millisaniyəlik fərq proqram təminatında modelləşdirilməmiş ətraf mühit amilləri ilə bağlı ola bilər. Tədqiqat nəticəsində əldə edilən optimallaşdırma alqoritminin müxtəlif yay dizaynları üçün istifadə edilə biləcəyinə inanılır.
Yay materialı əvvəlcədən müəyyən edilmişdi və optimallaşdırmada dəyişən kimi istifadə edilməmişdir. Təyyarələrdə və raketlərdə bir çox müxtəlif növ yaylar istifadə edildiyindən, gələcək tədqiqatlarda optimal yay dizaynına nail olmaq üçün müxtəlif materiallardan istifadə edərək digər növ yayların dizaynında BA tətbiq olunacaq.
Bəyan edirik ki, bu əlyazma orijinaldır, əvvəllər dərc olunmayıb və hazırda başqa yerdə dərc olunması nəzərdən keçirilmir.
Bu tədqiqatda yaradılan və ya təhlil edilən bütün məlumatlar dərc olunmuş məqaləyə [və əlavə məlumat faylına] daxil edilmişdir.
Min, Z., Kin, VK və Richard, LJ Təyyarə Radikal həndəsi dəyişikliklər vasitəsilə aerofoto konsepsiyasının modernləşdirilməsi. IES J. Hissə A Sivilizasiya. kompozisiya. layihə. 3(3), 188–195 (2010).
Sun, J., Liu, K. və Bhushan, B. Böcəyin arxa qanadına ümumi baxış: quruluşu, mexaniki xüsusiyyətləri, mexanizmləri və bioloji ilhamı. J. Mecha. Davranış. Biotibbi Elm. alma mater. 94, 63–73 (2019).
Chen, Z., Yu, J., Zhang, A., və Zhang, F. Hibrid mühərrikli sualtı planer üçün qatlanan hərəkət mexanizminin dizaynı və təhlili. Ocean Engineering 119, 125–134 (2016).
Kartik, HS və Prithvi, K. Vertolyot Üfüqi Stabilizator Qatlama Mexanizminin Dizaynı və Təhlili. Daxili J. Ing. saxlama çəni. texnologiyası. (IGERT) 9(05), 110–113 (2020).
Kulunk, Z. və Sahin, M. Təcrübə dizayn yanaşmasından istifadə edərək qatlanan raket qanad dizaynının mexaniki parametrlərinin optimallaşdırılması. daxili J. Model. optimallaşdırma. 9(2), 108–112 (2019).
Ke, J., Wu, ZY, Liu, YS, Xiang, Z. və Hu, XD Kompozit Bobin Yaylarının Dizayn Metodu, Performans Tədqiqatı və İstehsal Prosesi: İcmal. composition. composition. 252, 112747 (2020).
Taktak M., Omheni K., Alui A., Dammak F. və Khaddar M. Bobin yaylarının dinamik dizayn optimallaşdırılması. Səs üçün tətbiq edin. 77, 178–183 (2014).
Paredes, M., Sartor, M. və Mascle, K. Gərginlik yaylarının dizaynını optimallaşdırmaq üçün prosedur. kompüter. metodun tətbiqi. xəz. layihə. 191(8-10), 783-797 (2001).
Zebdi O., Bouhili R. və Trochu F. Çoxməqsədli optimallaşdırmadan istifadə edərək kompozit spiral yayların optimal dizaynı. J. Reinf. plastik. compose. 28 (14), 1713–1732 (2009).
Pawart, HB və Desale, DD Üç təkərli ön asqı yaylarının optimallaşdırılması. proses. istehsalçı. 20, 428–433 (2018).
Baxşeş M. və Baxşeş M. Kompozit yaylarla polad spiral yayların optimallaşdırılması. Daxili Jurnal. Çoxsahəli. Elm. Layihə. 3(6), 47–51 (2012).
Chen, L. və b. Kompozit spiral yayların statik və dinamik performansına təsir edən bir çox parametr haqqında məlumat əldə edin. J. Market. saxlama çəni. 20, 532–550 (2022).
Frank, J. Kompozit Helikal Yayların Təhlili və Optimallaşdırılması, Doktorluq Tezisi, Sakramento Dövlət Universiteti (2020).
Gu, Z., Hou, X. və Ye, J. Sonlu element analizi, Latın hiperkub məhdud nümunə götürmə və genetik proqramlaşdırma kimi metodların kombinasiyasından istifadə edərək qeyri-xətti spiral yayların dizaynı və təhlili üsulları. proses. Fur İnstitutu. layihə. CJ Mecha. layihə. elm. 235(22), 5917–5930 (2021).
Wu, L. və b. Tənzimlənən Yay Sürəti Karbon Lifli Çox Zəncirli Sarğı Yayları: Dizayn və Mexanizm Tədqiqatı. J. Market. saxlama çəni. 9(3), 5067–5076 (2020).
Patil DS, Mangrulkar KS və Jagtap ST Sıxılma spiral yaylarının çəki optimallaşdırılması. Daxili J. Innov. saxlama çəni. Çoxsahəli. 2(11), 154–164 (2016).
Rahul, MS və Rameshkumar, K. Avtomobil tətbiqləri üçün spiral yayların çoxməqsədli optimallaşdırılması və ədədi simulyasiyası. Alma mater. Bugünkü proses. 46. ​​4847–4853 (2021).
Bai, JB və başqaları. Ən Yaxşı Təcrübənin Təyin Edilməsi – Genetik Alqoritmlərdən İstifadə Edərək Kompozit Helikal Strukturların Optimal Dizaynı. compose. composition. 268, 113982 (2021).
Şahin, İ., Dorterler, M. və Gökçe, H. Sıxılma yayı dizaynının minimum həcminin optimallaşdırılmasına əsaslanan 灰狼 optimallaşdırma metodundan istifadə etməklə, Ghazi J. Engineering Science, 3(2), 21–27 (2017).
Aye, KM, Foldy, N., Yildiz, AR, Burirat, S. və Sait, SM Qəzaları optimallaşdırmaq üçün çoxsaylı agentlərdən istifadə edən metaevristika. daxili J. Veh. dec. 80(2–4), 223–240 (2019).
Yıldız, AR və Erdaş, MU Real mühəndislik problemlərinin etibarlı dizaynı üçün yeni hibrid Taguchi-salpa qrup optimallaşdırma alqoritmi. alma mater. test. 63(2), 157–162 (2021).
Yıldız BS, Foldi N., Burerat S., Yıldız AR və Sait SM Yeni hibrid çəyirtkə optimallaşdırma alqoritmindən istifadə edərək robot tutma mexanizmlərinin etibarlı dizaynı. ekspert sistemi. 38(3), e12666 (2021).