Nature.com сайтына киргениңиз үчүн рахмат. Сиз CSS колдоосу чектелген браузер версиясын колдонуп жатасыз. Дат баспас болоттон жасалган катушка түтүгү Эң жакшы тажрыйба алуу үчүн, биз сизге жаңыртылган браузерди колдонууну сунуштайбыз (же Internet Explorerде Шайкештик режимин өчүрүңүз). Мындан тышкары, үзгүлтүксүз колдоону камсыз кылуу үчүн, биз сайтты стилдерсиз жана JavaScriptсиз көрсөтөбүз.
Бир эле учурда үч слайддын каруселин көрсөтөт. Бир убакта үч слайддын арасынан жылуу үчүн "Мурунку" жана "Кийинки" баскычтарын колдонуңуз же бир убакта үч слайддын арасынан жылуу үчүн аягындагы жылдыргыч баскычтарын колдонуңуз.
Бул изилдөөдө, дат баспас болоттон жасалган катушка түтүгү ракетада колдонулган канатты бүктөө механизминин буроо жана кысуу пружиналарынын дизайны оптималдаштыруу маселеси катары каралат. Ракета учуруу түтүгүнөн чыккандан кийин, жабылган канаттар белгилүү бир убакытка чейин ачылып, бекитилиши керек. Изилдөөнүн максаты пружиналарда сакталган энергияны максималдуу түрдө көбөйтүү болгон, ошондо канаттар мүмкүн болушунча кыска убакытта жайыла алат. Бул учурда, эки басылмадагы энергия теңдемеси оптималдаштыруу процессиндеги максаттуу функция катары аныкталган. Пружина дизайны үчүн талап кылынган зымдын диаметри, катушканын диаметри, катушкалардын саны жана бурулуш параметрлери оптималдаштыруу өзгөрмөлөрү катары аныкталган. Механизмдин өлчөмүнө байланыштуу өзгөрмөлөрдө геометриялык чектөөлөр, ошондой эле пружиналардын көтөргөн жүгүнө байланыштуу коопсуздук факторунун чектөөлөрү бар. Бул оптималдаштыруу маселесин чечүү жана пружина дизайнын аткаруу үчүн бал аарысы (BA) алгоритми колдонулган. BA менен алынган энергия маанилери мурунку Эксперименттерди Дизайндоо (DOE) изилдөөлөрүнөн алынган маанилерден жогору. Оптималдаштыруудан алынган параметрлерди колдонуу менен иштелип чыккан пружина жана механизмдер алгач ADAMS программасында талданган. Андан кийин, жасалган пружиналарды реалдуу механизмдерге интеграциялоо менен эксперименталдык сыноолор жүргүзүлдү. Сыноонун натыйжасында канаттар болжол менен 90 миллисекунддан кийин ачылып кеткени байкалган. Бул маани долбоордун 200 миллисекунддук максатынан бир топ төмөн. Мындан тышкары, аналитикалык жана эксперименталдык жыйынтыктардын ортосундагы айырма болгону 16 мс түзөт.
Учактарда жана деңиз унааларында дат баспас болоттон жасалган катушка түтүкчөлөрүн бүктөө механизмдери абдан маанилүү. Бул системалар учактарды модификациялоодо жана конверсиялоодо учуунун натыйжалуулугун жана башкаруусун жакшыртуу үчүн колдонулат. Учуу режимине жараша, аэродинамикалык таасирди азайтуу үчүн канаттар ар кандайча бүктөлөт жана ачылат1. Бул кырдаалды күнүмдүк учуу жана сууга секирүү учурунда кээ бир канаттуулардын жана курт-кумурскалардын канаттарынын кыймылына салыштырууга болот. Ошо сыяктуу эле, гидродинамикалык эффекттерди азайтуу жана башкарууну максималдаштыруу үчүн суу астындагы кемелерде планерлер бүктөлөт жана ачылат3. Бул механизмдердин дагы бир максаты - сактоо жана ташуу үчүн тик учактын винтин 4 бүктөө сыяктуу системаларга көлөмдүк артыкчылыктарды берүү. Ракетанын канаттары сактоочу жайды азайтуу үчүн ылдый бүктөлөт. Ошентип, учуруучу түзүлүштүн 5 кичинекей аянтына көбүрөөк ракеталарды жайгаштырууга болот. Бүктөөдө жана жайылууда натыйжалуу колдонулган компоненттер, адатта, пружина болуп саналат. Бүктөө учурунда анда энергия сакталат жана жайылуу учурунда бөлүнүп чыгат. Ийкемдүү түзүлүшүнөн улам, сакталган жана бөлүнүп чыккан энергия теңдештирилет. Пружина негизинен система үчүн иштелип чыккан жана бул дизайн оптималдаштыруу көйгөйүн жаратат6. Анткени ал зымдын диаметри, катушканын диаметри, бурулуштардын саны, спираль бурчу жана материалдын түрү сыяктуу ар кандай өзгөрмөлөрдү камтыса да, масса, көлөм, минималдуу чыңалуу бөлүштүрүлүшү же максималдуу энергиянын болушу сыяктуу критерийлер да бар7.
Бул изилдөө ракета системаларында колдонулган канатты бүктөө механизмдери үчүн пружиналарды долбоорлоого жана оптималдаштырууга жарык чачат. Учуудан мурун учуруу түтүгүнүн ичинде болгондуктан, канаттар ракетанын бетинде бүктөлгөн бойдон калат жана учуруу түтүгүнөн чыккандан кийин белгилүү бир убакытка чейин ачылып, бетке басылган бойдон калат. Бул процесс ракетанын туура иштеши үчүн абдан маанилүү. Иштелип чыккан бүктөө механизминде канаттардын ачылышы буроо пружиналары менен, ал эми бекитүү кысуу пружиналары менен жүргүзүлөт. Ылайыктуу пружиналарды долбоорлоо үчүн оптималдаштыруу процесси аткарылышы керек. Пружиналарды оптималдаштыруунун ичинде адабиятта ар кандай колдонмолор бар.
Паредес ж.б.8 спираль пружиналарды долбоорлоо үчүн максималдуу чарчоо мөөнөтүн максаттуу функция катары аныкташкан жана оптималдаштыруу ыкмасы катары квази-Ньютон ыкмасын колдонушкан. Оптимизациялоодогу өзгөрмөлөр зымдын диаметри, катушканын диаметри, бурулуштардын саны жана пружина узундугу катары аныкталган. Пружина түзүлүшүнүн дагы бир параметри - ал жасалган материал. Ошондуктан, бул долбоорлоо жана оптималдаштыруу изилдөөлөрүндө эске алынган. Зебди ж.б. 9 өз изилдөөсүндө максаттуу функцияда максималдуу катуулук жана минималдуу салмак максаттарын коюшкан, мында салмак фактору маанилүү болгон. Бул учурда алар пружина материалын жана геометриялык касиеттерди өзгөрмөлөр катары аныкташкан. Алар оптималдаштыруу ыкмасы катары генетикалык алгоритмди колдонушат. Автоунаа өнөр жайында материалдардын салмагы унаанын иштешинен тартып күйүүчү майдын сарпталышына чейин көп жагынан пайдалуу. Асма үчүн катушка пружиналарын оптималдаштырууда салмакты минималдаштыруу - бул белгилүү изилдөө10. Бахшеш жана Бахшеш11 ANSYS чөйрөсүндөгү иштеринде ар кандай асма пружиналарынын композиттик конструкцияларында минималдуу салмакка жана максималдуу созулууга жетүү максатында өзгөрмөлөр катары электрондук айнек, көмүртек жана кевлар сыяктуу материалдарды аныкташкан. Композиттик пружиналарды иштеп чыгууда өндүрүш процесси абдан маанилүү. Ошентип, оптималдаштыруу маселесинде ар кандай өзгөрмөлөр, мисалы, өндүрүш ыкмасы, процессте жасалган кадамдар жана ал кадамдардын ырааттуулугу сыяктуу роль ойнойт12,13. Динамикалык системалар үчүн пружиналарды долбоорлоодо системанын табигый жыштыктары эске алынышы керек. Резонанстан качуу үчүн пружиналардын биринчи табигый жыштыгы системанын табигый жыштыгынан кеминде 5-10 эсе көп болушу сунушталат14. Тактак жана башкалар7 пружиналардын массасын минималдаштырууну жана спираль пружинасын долбоорлоодо объективдүү функциялар катары биринчи табигый жыштыкты максималдаштырууну чечишти. Алар Matlab оптималдаштыруу куралында үлгү издөө, ички чекит, активдүү топтом жана генетикалык алгоритм ыкмаларын колдонушкан. Аналитикалык изилдөө пружинаны долбоорлоо изилдөөсүнүн бир бөлүгү болуп саналат жана бул тармакта Чектүү Элемент Метод популярдуу15. Патил жана башкалар16 аналитикалык процедураны колдонуу менен кысуу спираль пружинасынын салмагын азайтуу үчүн оптималдаштыруу ыкмасын иштеп чыгышкан жана чектүү элемент ыкмасын колдонуу менен аналитикалык теңдемелерди текшеришкен. Пружиналардын пайдалуулугун жогорулатуунун дагы бир критерийи - ал сактай ала турган энергиянын көбөйүшү. Бул учур ошондой эле пружина өзүнүн пайдалуулугун узак убакыт бою сактап калышын камсыздайт. Рахул жана Рамешкумар17 Автоунаа катушкаларынын пружиналарынын конструкцияларында пружина көлөмүн азайтууга жана деформация энергиясын көбөйтүүгө умтулушат. Алар ошондой эле оптималдаштыруу изилдөөлөрүндө генетикалык алгоритмдерди колдонушкан.
Көрүнүп тургандай, оптималдаштыруу изилдөөсүндөгү параметрлер ар бир системада ар кандай болот. Жалпысынан алганда, катуулук жана жылышуу чыңалуусунун параметрлери анын көтөргөн жүгү аныктоочу фактор болгон системада маанилүү. Материалды тандоо бул эки параметр менен салмак чектөө системасына кирет. Башка жагынан алганда, жогорку динамикалык системаларда резонанстарды болтурбоо үчүн табигый жыштыктар текшерилет. Пайдалуулук маанилүү болгон системаларда энергия максималдуу түрдө колдонулат. Оптималдаштыруу изилдөөлөрүндө, FEM аналитикалык изилдөөлөр үчүн колдонулганы менен, генетикалык алгоритм14,18 жана боз карышкыр алгоритми19 сыяктуу метаэвристикалык алгоритмдер классикалык Ньютон ыкмасы менен бирге белгилүү бир параметрлердин диапазонунда колдонулганын көрүүгө болот. Метаэвристикалык алгоритмдер кыска убакыттын ичинде, айрыкча калктын таасири астында оптималдуу абалга жакындаган табигый адаптация ыкмаларынын негизинде иштелип чыккан20,21. Издөө аймагында калктын кокустук бөлүштүрүлүшү менен алар жергиликтүү оптимумдан качып, глобалдык оптимумга карай жылышат22. Ошентип, акыркы жылдары ал көп учурда реалдуу өнөр жай көйгөйлөрүнүн контекстинде колдонулуп келет23,24.
Бул изилдөөдө иштелип чыккан бүктөө механизми үчүн маанилүү жагдай, учуудан мурун жабык абалда болгон канаттар түтүктөн чыккандан кийин белгилүү бир убакыт өткөндөн кийин ачылат. Андан кийин, бекитүүчү элемент канатты жаап коёт. Ошондуктан, пружиналардын учуу динамикасына түздөн-түз таасир этпейт. Бул учурда, оптималдаштыруунун максаты пружина кыймылын тездетүү үчүн сакталган энергияны максималдуу түрдө көбөйтүү болгон. Рулондун диаметри, зымдын диаметри, рулондордун саны жана майышуу оптималдаштыруу параметрлери катары аныкталган. Пружинанын кичинекей өлчөмүнөн улам, салмак максат катары каралган эмес. Ошондуктан, материалдын түрү туруктуу деп аныкталган. Механикалык деформациялар үчүн коопсуздук чеги маанилүү чектөө катары аныкталат. Мындан тышкары, механизмдин көлөмүнө өзгөрүлмө өлчөмдөгү чектөөлөр кирет. BA метаевристикалык ыкмасы оптималдаштыруу ыкмасы катары тандалып алынган. BA өзүнүн ийкемдүү жана жөнөкөй түзүлүшү, ошондой эле механикалык оптималдаштыруу изилдөөлөрүндөгү жетишкендиктери үчүн артыкчылыкка ээ болгон25. Изилдөөнүн экинчи бөлүгүндө бүктөө механизминин негизги дизайнынын жана пружиналык дизайнынын алкагына деталдуу математикалык туюнтмалар киргизилген. Үчүнчү бөлүктө оптималдаштыруу алгоритми жана оптималдаштыруунун жыйынтыктары камтылган. 4-бөлүмдө ADAMS программасында талдоо жүргүзүлөт. Пружиналардын жарактуулугу өндүрүшкө чейин талданат. Акыркы бөлүмдө эксперименталдык жыйынтыктар жана сыноо сүрөттөрү камтылган. Изилдөөдө алынган жыйынтыктар DOE ыкмасын колдонуу менен авторлордун мурунку иштери менен да салыштырылган.
Бул изилдөөдө иштелип чыккан канаттар ракетанын бетине карай бүктөлүшү керек. Канаттар бүктөлгөн абалдан жайылган абалга айланат. Бул үчүн атайын механизм иштелип чыккан. 1-сүрөттө ракетанын координаттар системасындагы бүктөлгөн жана жайылган конфигурация5 көрсөтүлгөн.
2-сүрөттө механизмдин кесилиш көрүнүшү көрсөтүлгөн. Механизм бир нече механикалык бөлүктөрдөн турат: (1) негизги корпус, (2) канат вал, (3) подшипник, (4) бекитүүчү корпус, (5) бекитүүчү втулка, (6) токтотуучу төөнөгүч, (7) буроо пружинасы жана (8) кысуучу пружина. Канат вал (2) бекитүүчү жең (4) аркылуу буроо пружинасы (7) менен туташтырылган. Ракета учкандан кийин үч бөлүк тең бир убакта айланат. Бул айлануу кыймылы менен канаттар акыркы абалына бурулат. Андан кийин, төөнөгүч (6) кысуучу пружина (8) менен иштетилет, ошону менен бекитүүчү корпустун (4)5 бүт механизми жабылат.
Серпилгичтүү модуль (E) жана жылышуу модулу (G) пружинанын негизги долбоорлоо параметрлери болуп саналат. Бул изилдөөдө пружиналык материал катары жогорку көмүртектүү пружиналык болот зым (Music wire ASTM A228) тандалып алынган. Башка параметрлерге зымдын диаметри (d), катушканын орточо диаметри (Dm), катушкалардын саны (N) жана пружинанын майышуусу (кысуучу пружина үчүн xd жана буралуучу пружина үчүн θ)26 кирет. Кысуучу пружиналардын \({(SE}_{x})\) жана буралуучу (\({SE}_{\theta}\)) пружиналары үчүн сакталган энергияны (1) жана (2)26 теңдемелеринен эсептөөгө болот. (Кысуучу пружина үчүн жылышуу модулунун (G) мааниси 83.7E9 Па, ал эми буралуучу пружина үчүн серпилгичтүү модулдун (E) мааниси 203.4E9 Па.)
Системанын механикалык өлчөмдөрү пружиналардын геометриялык чектөөлөрүн түздөн-түз аныктайт. Мындан тышкары, ракета жайгашкан шарттарды да эске алуу керек. Бул факторлор пружина параметрлеринин чектерин аныктайт. Дагы бир маанилүү чектөө - коопсуздук коэффициенти. Коопсуздук коэффициентинин аныктамасы Шигли жана башкалар тарабынан кеңири баяндалган.26. Кысуу пружиналарынын коопсуздук коэффициенти (ККК) максималдуу жол берилген чыңалууну үзгүлтүксүз узундуктагы чыңалууга бөлүү катары аныкталат. КККны (3), (4), (5) жана (6)26 теңдемелерин колдонуу менен эсептөөгө болот. (Бул изилдөөдө колдонулган пружина материалы үчүн, \({S}_{sy}=980 МПа\)). F теңдемедеги күчтү, ал эми KB 26нын Бергштрассер коэффициентин билдирет.
Пружинанын буралуу коопсуздук коэффициенти (SFT) Mди kга бөлүү жолу менен аныкталат. SFTди (7), (8), (9) жана (10)26 теңдемелеринен эсептөөгө болот. (Бул изилдөөдө колдонулган материал үчүн, \({S}_{y}=1600 \mathrm{MPa}\)). Теңдемеде M момент үчүн, \({k}^{^{\prime}}\) пружинанын туруктуулугу (момент/айлануу) үчүн, ал эми Ki чыңалууну оңдоо коэффициенти үчүн колдонулат.
Бул изилдөөдөгү оптималдаштыруунун негизги максаты - пружинанын энергиясын максималдаштыруу. Максат функциясы \(f(X)\) максималдаштыруучу \(\overrightarrow{\{X\}}\) табуу үчүн түзүлгөн. \({f}_{1}(X)\) жана \({f}_{2}(X)\) тиешелүүлүгүнө жараша кысуу жана буралуу пружинанын энергия функциялары болуп саналат. Оптималдаштыруу үчүн колдонулган эсептелген өзгөрмөлөр жана функциялар төмөнкү теңдемелерде көрсөтүлгөн.
Пружинанын конструкциясына коюлган ар кандай чектөөлөр төмөнкү теңдемелерде берилген. (15) жана (16) теңдемелер тиешелүүлүгүнө жараша кысуу жана буралуу пружиналары үчүн коопсуздук коэффициенттерин билдирет. Бул изилдөөдө SFC 1,2ден чоң же барабар, ал эми SFT θ26дан чоң же барабар болушу керек.
BA аарылардын чаңча издөө стратегияларынан шыктанган27. Аарылар түшүмдүү чаңча талааларына көбүрөөк тоют чогултуучуларды, ал эми түшүмдүү эмес чаңча талааларына азыраак тоют чогултуучуларды жөнөтүү менен издешет. Ошентип, аарылардын популяциясынан эң чоң натыйжалуулукка жетишилет. Башка жагынан алганда, чалгынчы аарылар чаңчанын жаңы аймактарын издөөнү улантышат жана эгерде мурдагыдан да түшүмдүү аймактар ​​​​болсо, көптөгөн тоют чогултуучулар бул жаңы аймакка багытталат28. BA эки бөлүктөн турат: жергиликтүү издөө жана глобалдык издөө. Жергиликтүү издөө аарылар сыяктуу минималдууга жакын көбүрөөк жамааттарды (элиталык сайттарды) издейт жана башка сайттарды (оптималдуу же тандалган сайттарды) азыраак издейт. Глобалдык издөө бөлүгүндө каалагандай издөө жүргүзүлөт жана эгерде жакшы маанилер табылса, станциялар кийинки итерацияда жергиликтүү издөө бөлүгүнө жылдырылат. Алгоритмде кээ бир параметрлер бар: чалгынчы аарылардын саны (n), жергиликтүү издөө сайттарынын саны (m), элиталык сайттардын саны (e), элиталык сайттардагы тоют чогултуучулардын саны (nep), оптималдуу аймактардагы тоют чогултуучулардын саны. Сайт (nsp), коңшулуктун өлчөмү (ngh) жана итерациялардын саны (I)29. BA псевдокоду 3-сүрөттө көрсөтүлгөн.
Алгоритм \({g}_{1}(X)\) жана \({g}_{2}(X)\) ортосунда иштөөгө аракет кылат. Ар бир итерациянын натыйжасында оптималдуу маанилер аныкталат жана эң жакшы маанилерди алуу үчүн ушул маанилердин айланасына популяция чогултулат. Чектөөлөр жергиликтүү жана глобалдык издөө бөлүмдөрүндө текшерилет. Жергиликтүү издөөдө, эгерде бул факторлор туура келсе, энергия мааниси эсептелет. Эгерде жаңы энергия мааниси оптималдуу мааниден чоң болсо, жаңы маанини оптималдуу мааниге дайындаңыз. Эгерде издөө натыйжасында табылган эң жакшы маани учурдагы элементтен чоң болсо, анда жаңы элемент коллекцияга киргизилет. Жергиликтүү издөөнүн блок-схемасы 4-сүрөттө көрсөтүлгөн.
Популяция BAдагы негизги параметрлердин бири болуп саналат. Мурунку изилдөөлөрдөн көрүнүп тургандай, популяцияны кеңейтүү талап кылынган итерациялардын санын азайтып, ийгиликке жетүү ыктымалдыгын жогорулатат. Бирок, функционалдык баалоонун саны да көбөйүүдө. Элиталык жерлердин көп санда болушу көрсөткүчтөргө олуттуу таасир этпейт. Элиталык жерлердин саны нөлгө барабар болбосо, аз болушу мүмкүн. Чалгындоочу аарылардын популяциясынын көлөмү (n) адатта 30дан 100гө чейин тандалат. Бул изилдөөдө тиешелүү санды аныктоо үчүн 30 жана 50 сценарийлердин экөө тең иштетилген (2-таблица). Башка параметрлер популяцияга жараша аныкталат. Тандалган жерлердин саны (m) популяциянын санынын (болжол менен) 25% түзөт, ал эми тандалган жерлердин арасындагы элиталык жерлердин саны (e) mдин 25% түзөт. Азыктандыруучу аарылардын саны (издөөлөрдүн саны) элиталык участоктор үчүн 100 жана башка жергиликтүү участоктор үчүн 30 деп тандалып алынган. Коңшулук издөө - бул бардык эволюциялык алгоритмдердин негизги концепциясы. Бул изилдөөдө кошуналардын санын кыскартуу ыкмасы колдонулган. Бул ыкма ар бир итерация учурунда белгилүү бир ылдамдыкта коңшулуктун өлчөмүн кичирейтет. Келечектеги итерацияларда так издөө үчүн кичирээк коңшулук маанилерин30 колдонсо болот.
Ар бир сценарий үчүн оптималдаштыруу алгоритминин кайталануучулугун текшерүү үчүн он жолу катары менен сыноо жүргүзүлдү. 5-сүрөттө 1-схема үчүн, ал эми 6-схема үчүн буроо пружинасын оптималдаштыруунун жыйынтыктары көрсөтүлгөн. Сыноо маалыматтары 3 жана 4-таблицаларда да берилген (кысуу пружинасы үчүн алынган жыйынтыктарды камтыган таблица S1 кошумча маалыматында берилген). Аарылардын популяциясы биринчи итерацияда жакшы маанилерди издөөнү күчөтөт. 1-сценарийде айрым сыноолордун жыйынтыктары максималдуу көрсөткүчтөн төмөн болгон. 2-сценарийде популяциянын жана башка тиешелүү параметрлердин көбөйүшүнөн улам бардык оптималдаштыруу жыйынтыктары максимумга жакындап баратканын көрүүгө болот. 2-сценарийдеги маанилер алгоритм үчүн жетиштүү экенин көрүүгө болот.
Итерацияларда энергиянын максималдуу маанисин алууда, изилдөө үчүн чектөө катары коопсуздук коэффициенти да берилет. Коопсуздук коэффициенти үчүн таблицаны караңыз. BA колдонуу менен алынган энергия маанилери 5-таблицадагы 5 DOE ыкмасын колдонуу менен алынган маанилер менен салыштырылат. (Өндүрүүнү жеңилдетүү үчүн, буроо пружинасынын бурулуштарынын саны (N) 4,88дин ордуна 4,9, ал эми кысуу пружинасындагы деформация (xd) 7,99 ммдин ордуна 8 мм.) BA жакшыраак натыйжа берерин көрүүгө болот. BA бардык маанилерди жергиликтүү жана глобалдык издөөлөр аркылуу баалайт. Ошентип, ал көбүрөөк альтернативаларды тезирээк сынап көрө алат.
Бул изилдөөдө Адамс канат механизминин кыймылын талдоо үчүн колдонулган. Адамска алгач механизмдин 3D модели берилет. Андан кийин мурунку бөлүмдө тандалган параметрлер менен пружина аныкталат. Мындан тышкары, чыныгы талдоо үчүн башка параметрлерди аныктоо керек. Булар байланыштар, материалдын касиеттери, тийүү, сүрүлүү жана тартылуу күчү сыяктуу физикалык параметрлер. Пычактын валынын жана подшипниктин ортосунда айланма муун бар. 5-6 цилиндр формасындагы муундар бар. 5-1 бекитилген муундар бар. Негизги корпус алюминий материалынан жасалган жана бекитилген. Калган тетиктердин материалы болот. Материалдын түрүнө жараша сүрүлүү коэффициентин, тийүү катуулугун жана сүрүлүү бетинин кирүү тереңдигин тандаңыз. (дат баспас болот AISI 304) Бул изилдөөдө маанилүү параметр - канат механизминин ачылыш убактысы, ал 200 мс кем болушу керек. Ошондуктан, талдоо учурунда канаттын ачылыш убактысына көз салып туруңуз.
Адамстын анализинин натыйжасында канат механизминин ачылыш убактысы 74 миллисекундду түзөт. 1ден 4кө чейинки динамикалык симуляциянын жыйынтыктары 7-сүрөттө көрсөтүлгөн. 5-сүрөттөгү биринчи сүрөт симуляциянын башталыш убактысын жана канаттар бүктөлүүнү күтүү абалында турат. (2) Канат 43 градуска айланганда 40 мстан кийинки канаттын абалын көрсөтөт. (3) 71 миллисекунддан кийинки канаттын абалын көрсөтөт. Ошондой эле акыркы сүрөттө (4) канаттын бурулушунун аягын жана ачык абалды көрсөтөт. Динамикалык анализдин натыйжасында канаттын ачылыш механизми 200 мс максаттуу маанисинен бир топ кыска экени байкалган. Мындан тышкары, пружиналардын өлчөмүн аныктоодо коопсуздук чектөөлөрү адабиятта сунушталган эң жогорку маанилерден тандалып алынган.
Бардык долбоорлоо, оптималдаштыруу жана симуляциялоо изилдөөлөрү аяктагандан кийин, механизмдин прототиби жасалып, интеграцияланган. Андан кийин симуляциянын жыйынтыктарын текшерүү үчүн прототиби сыналган. Алгач негизги кабыкты бекитип, канаттар бүктөлгөн. Андан кийин канаттар бүктөлгөн абалдан бошотулуп, канаттардын бүктөлгөн абалдан жайылган абалга айланышы видеого тартылган. Таймер ошондой эле видеожазуу учурунда убакытты талдоо үчүн колдонулган.
8-сүрөттө 1-4 номерленген видео кадрлар көрсөтүлгөн. Сүрөттөгү 1-кадр бүктөлгөн канаттардын бошотулган учурун көрсөтөт. Бул учур t0 убакыттын баштапкы учуру деп эсептелет. 2 жана 3-кадрларда канаттардын баштапкы учурдан 40 мс жана 70 мс кийин жайгашкан жерлери көрсөтүлгөн. 3 жана 4-кадрларды талдоодо, канаттын кыймылы t0дон кийин 90 мс турукташаарын жана канаттын ачылышы 70 жана 90 мс ортосунда аяктаарын көрүүгө болот. Бул кырдаал симуляция жана прототипти сыноо экөө тең канаттын жайгашуу убактысын болжол менен бирдей берерин жана конструкция механизмдин иштөө талаптарына жооп берерин билдирет.
Бул макалада канатты бүктөө механизминде колдонулган буроо жана кысуу пружиналары BA колдонуу менен оптималдаштырылган. Параметрлерге бир нече итерация менен тез жетүүгө болот. Буроо пружинасынын кубаттуулугу 1075 мДж, ал эми кысуу пружинасынын кубаттуулугу 37,24 мДж. Бул маанилер мурунку DOE изилдөөлөрүнө караганда 40-50% жакшыраак. Пружина механизмге интеграцияланган жана ADAMS программасында талданган. Талданганда, канаттар 74 миллисекунддун ичинде ачылганы аныкталган. Бул маани долбоордун 200 миллисекунддук максатынан бир топ төмөн. Кийинки эксперименталдык изилдөөдө күйгүзүү убактысы болжол менен 90 мс деп өлчөнгөн. Талдоолордун ортосундагы бул 16 миллисекунддук айырма программалык камсыздоодо моделденбеген экологиялык факторлорго байланыштуу болушу мүмкүн. Изилдөөнүн натыйжасында алынган оптималдаштыруу алгоритмин ар кандай пружина конструкциялары үчүн колдонсо болот деп эсептелет.
Пружина материалы алдын ала аныкталган жана оптималдаштырууда өзгөрмө катары колдонулган эмес. Учактарда жана ракеталарда пружиналардын көптөгөн түрлөрү колдонулгандыктан, келечектеги изилдөөлөрдө оптималдуу пружина конструкциясына жетүү үчүн ар кандай материалдарды колдонуп, башка типтеги пружиналарды долбоорлоодо BA колдонулат.
Бул кол жазма түп нуска экенин, мурда жарыяланбаганын жана учурда башка жерде жарыялоо каралбай турганын билдиребиз.
Бул изилдөөдө түзүлгөн же талданган бардык маалыматтар ушул жарыяланган макалага [жана кошумча маалымат файлына] киргизилген.
Мин, З., Кин, В.К. жана Ричард, Л.Ж. Учактар. Аэрофлоттун концепциясын радикалдуу геометриялык өзгөрүүлөр аркылуу модернизациялоо. IES J. Civilization Part A. composition. project. 3(3), 188–195 (2010).
Sun, J., Liu, K. жана Bhushan, B. Коңуздун арткы канатына сереп: түзүлүшү, механикалык касиеттери, механизмдери жана биологиялык илхамы. J. Mecha. Жүрүм-турум. Биомедициналык илим. alma mater. 94, 63–73 (2019).
Чен, З., Ю, Ж., Чжан, А., жана Чжан, Ф. Гибриддик суу астындагы планер үчүн бүктөлүүчү кыймылдаткыч механизмин долбоорлоо жана талдоо. Ocean Engineering 119, 125–134 (2016).
Картик, ХС жана Притви, К. Тик учактын горизонталдык стабилизаторунун бүктөлүүчү механизмин долбоорлоо жана талдоо. ички J. Ing. сактоочу резервуар. технология. (IGERT) 9(05), 110–113 (2020).
Кулунк, З. жана Сахин, М. Эксперименталдык долбоорлоо ыкмасын колдонуу менен бүктөлүүчү ракета канатынын конструкциясынын механикалык параметрлерин оптималдаштыруу. Ички J. Модели. оптималдаштыруу. 9(2), 108–112 (2019).
Ке, Ж., Ву, ЗЫ, Лю, ЙС, Сян, З. жана Ху, XD Курама катушка пружиналарын долбоорлоо ыкмасы, иштөөсүн изилдөө жана өндүрүү процесси: сереп. compose. composition. 252, 112747 (2020).
Тактак М., Омхени К., Алуи А., Даммак Ф. жана Хаддар М. Катушка пружиналарынын динамикалык дизайнын оптималдаштыруу. Үн үчүн колдонулат. 77, 178–183 (2014).
Паредес, М., Сартор, М. жана Маскле, К. Тартылуу пружиналарын долбоорлоону оптималдаштыруу процедурасы. компьютер. ыкманы колдонуу. мех. долбоор. 191(8-10), 783-797 (2001).
Зебди О., Бухили Р. жана Трочу Ф. Көп максаттуу оптималдаштырууну колдонуу менен композиттик спираль пружиналарды оптималдуу долбоорлоо. J. Reinf. пластик. композиция. 28 (14), 1713–1732 (2009).
Pawart, HB жана Desale, DD Үч дөңгөлөктүү алдыңкы асма пружиналарын оптималдаштыруу. процесс. өндүрүүчү. 20, 428–433 (2018).
Бахшеш М. жана Бахшеш М. Композиттик пружиналары бар болоттон жасалган спираль пружиналарды оптималдаштыруу. Ички журнал. Көп тармактуу. Илим. долбоору. 3(6), 47–51 (2012).
Чен, Л. жана башкалар. Композиттик спираль пружиналардын статикалык жана динамикалык иштешине таасир этүүчү көптөгөн параметрлер жөнүндө билип алыңыз. J. Market. сактоочу резервуар. 20, 532–550 (2022).
Фрэнк, Ж. Композиттик спираль пружиналарды талдоо жана оптималдаштыруу, PhD диссертациясы, Сакраменто мамлекеттик университети (2020).
Гу, З., Хоу, Х. жана Йе, Ж. Чектүү элементтерди талдоо, латын гиперкубунун чектелген үлгү алуу жана генетикалык программалоо сыяктуу ыкмалардын айкалышын колдонуу менен сызыктуу эмес спираль пружиналарды долбоорлоо жана талдоо ыкмалары. процесс. Fur институту. долбоор. CJ Mecha. долбоор. илим. 235(22), 5917–5930 (2021).
Ву, Л. жана башкалар. Жөнгө салынуучу пружина ылдамдыгы көмүртек буласынан жасалган көп жиптүү катушка пружиналары: Дизайн жана механизмди изилдөө. J. Market. сактоочу резервуар. 9(3), 5067–5076 (2020).
Патил ДС, Мангрулкар КС жана Джагтап СТ. Кысуучу спираль пружиналардын салмагын оптималдаштыруу. Ички J. Innov. Сактоочу резервуар. Көп тармактуу. 2(11), 154–164 (2016).
Рахул, МС жана Рамешкумар, К. Автоунаа колдонмолору үчүн көп максаттуу оптималдаштыруу жана катушка пружиналарын сандык симуляциялоо. Альма-матер. Бүгүнкү күндөгү процесс. 46. ​​4847–4853 (2021).
Бай, ЖБ жана башкалар. Эң мыкты тажрыйбаны аныктоо – Генетикалык алгоритмдерди колдонуу менен курама спираль формасындагы структураларды оптималдуу долбоорлоо. compose. composition. 268, 113982 (2021).
Шахин, И., Дортерлер, М. жана Гокче, Х. Кысуучу пружина конструкциясынын минималдуу көлөмүн оптималдаштырууга негизделген 灰狼 оптималдаштыруу ыкмасын колдонуу менен, Гази Ж. Инженердик илим, 3(2), 21–27 (2017).
Айе, К.М., Фолди, Н., Йылдыз, А.Р., Бурират, С. жана Саит, С.М. Кыйроолорду оптималдаштыруу үчүн бир нече агенттерди колдонгон метаэвристика. ички журнал. Вех. 80(2–4), 223–240 (2019).
Йылдыз, AR жана Эрдаш, МУ Чыныгы инженердик маселелерди ишенимдүү долбоорлоо үчүн жаңы гибриддик Тагучи-сальпа тобун оптималдаштыруу алгоритми. Alma mater. тест. 63(2), 157–162 (2021).
Йылдыз Б.С., Фолди Н., Бюрерат С., Йылдыз А.Р. жана Саит С.М. Жаңы гибриддик чегиртке оптималдаштыруу алгоритмин колдонуу менен роботтук кармоочу механизмдердин ишенимдүү дизайны. эксперттик система. 38(3), e12666 (2021).