Ташаккур барои боздид аз Nature.com. Шумо версияи браузерро бо дастгирии маҳдуди CSS истифода мебаред. Найчаи печи аз пӯлоди зангногир Барои таҷрибаи беҳтарин, мо тавсия медиҳем, ки шумо браузери навшударо истифода баред (ё Ҳолати Мутобиқатро дар Internet Explorer ғайрифаъол кунед). Илова бар ин, барои таъмини дастгирии доимӣ, мо сайтро бе услубҳо ва JavaScript нишон медиҳем.
Карусели се слайдро якбора нишон медиҳад. Барои гузаштан аз се слайд дар як вақт тугмаҳои "Пешина" ва "Баъдӣ"-ро истифода баред, ё барои гузаштан аз се слайд дар як вақт тугмаҳои лағжандаро дар охир истифода баред.
Дар ин таҳқиқот, найчаи пӯлоди зангногир, тарҳи пружинаҳои печдор ва фишурдашудаи механизми печдоркунии бол, ки дар мушак истифода мешавад, ҳамчун масъалаи оптимизатсия баррасӣ мешавад. Пас аз тарк кардани мушак аз найчаи партоб, болҳои пӯшида бояд барои муддати муайян кушода ва мустаҳкам карда шаванд. Ҳадафи таҳқиқот ба ҳадди аксар расонидани энергияи захирашуда дар пружинаҳо буд, то болҳо дар кӯтоҳтарин муддат ҷойгир шаванд. Дар ин ҳолат, муодилаи энергия дар ҳарду нашрия ҳамчун функсияи мақсаднок дар раванди оптимизатсия муайян карда шуд. Диаметри сим, диаметри пружин, шумораи пружинаҳо ва параметрҳои каҷравӣ, ки барои тарҳрезии пружин заруранд, ҳамчун тағирёбандаҳои оптимизатсия муайян карда шуданд. Маҳдудиятҳои геометрӣ барои тағирёбандаҳо аз сабаби андозаи механизм, инчунин маҳдудиятҳои омили бехатарӣ аз сабаби бори пружинаҳо мавҷуданд. Алгоритми занбӯри асал (BA) барои ҳалли ин масъалаи оптимизатсия ва иҷрои тарҳрезии пружин истифода шуд. Арзишҳои энергияе, ки бо BA ба даст оварда шудаанд, аз арзишҳои аз таҳқиқоти қаблии Тарроҳии Таҷрибаҳо (DOE) ба даст овардашуда бартарӣ доранд. Пружинаҳо ва механизмҳое, ки бо истифода аз параметрҳои аз оптимизатсия ба даст овардашуда тарҳрезӣ шудаанд, аввал дар барномаи ADAMS таҳлил карда шуданд. Пас аз ин, озмоишҳои таҷрибавӣ бо роҳи муттаҳид кардани пружинаҳои истеҳсолшуда ба механизмҳои воқеӣ гузаронида шуданд. Дар натиҷаи озмоиш, мушоҳида шуд, ки болҳо пас аз тақрибан 90 миллисония кушода мешаванд. Ин арзиш аз ҳадафи лоиҳа, ки 200 миллисония аст, хеле камтар аст. Илова бар ин, фарқи байни натиҷаҳои таҳлилӣ ва таҷрибавӣ танҳо 16 мс аст.
Дар ҳавопаймоҳо ва воситаҳои нақлиёти баҳрӣ, механизмҳои печонидани найчаи пӯлоди зангногир муҳиманд. Ин системаҳо дар тағйирот ва табдилдиҳии ҳавопаймоҳо барои беҳтар кардани самаранокии парвоз ва идоракунии онҳо истифода мешаванд. Вобаста ба ҳолати парвоз, болҳо ба таври гуногун печонида ва кушода мешаванд, то таъсири аэродинамикиро кам кунанд1. Ин вазъиятро бо ҳаракатҳои болҳои баъзе паррандаҳо ва ҳашарот ҳангоми парвоз ва ғаввосӣ ҳаррӯза муқоиса кардан мумкин аст. Ба ҳамин монанд, планерҳо дар зериобӣ печонида ва кушода мешаванд, то таъсири гидродинамикиро кам кунанд ва идоракуниро ба ҳадди аксар расонанд3. Боз як ҳадафи ин механизмҳо таъмини бартариҳои ҳаҷмӣ ба системаҳо, ба монанди печонидани винти чархбол 4 барои нигоҳдорӣ ва интиқол мебошад. Болҳои мушак инчунин барои кам кардани фазои нигоҳдорӣ ба поён печонида мешаванд. Ҳамин тариқ, мушакҳои бештарро дар майдони хурдтари партобкунанда 5 ҷойгир кардан мумкин аст. Ҷузъҳое, ки дар печонидан ва кушодан самаранок истифода мешаванд, одатан пружинаҳо мебошанд. Дар лаҳзаи печонидан, энергия дар он нигоҳ дошта мешавад ва ҳангоми кушодан раҳо мешавад. Аз сабаби сохтори чандири он, энергияи захирашуда ва раҳошуда баробар карда мешаванд. Пружин асосан барои система тарҳрезӣ шудааст ва ин тарҳ мушкилоти оптимизатсияро6 ба миён меорад. Зеро дар ҳоле ки он дорои тағирёбандаҳои гуногун ба монанди диаметри сим, диаметри печ, шумораи гардишҳо, кунҷи спирал ва намуди мавод мебошад, инчунин меъёрҳое ба монанди масса, ҳаҷм, тақсимоти ҳадди ақали фишор ё дастрасии ҳадди аксар энергия мавҷуданд7.
Ин таҳқиқот ба тарҳрезӣ ва беҳсозии пружинаҳо барои механизмҳои қаткунии болҳо, ки дар системаҳои мушакӣ истифода мешаванд, равшанӣ меандозад. Пеш аз парвоз дар дохили найчаи партоб, болҳо дар сатҳи мушак печонида мешаванд ва пас аз баромадан аз найчаи партоб, онҳо барои муддати муайян кушода мешаванд ва ба сатҳ фишор меоваранд. Ин раванд барои кори дурусти мушак муҳим аст. Дар механизми печонидани таҳияшуда, кушодани болҳо тавассути пружинаҳои печонида ва қулфкунӣ тавассути пружинаҳои фишурда анҷом дода мешавад. Барои тарҳрезии пружинаи мувофиқ, бояд раванди беҳсозӣ анҷом дода шавад. Дар доираи беҳсозии пружинаҳо, дар адабиёт замимаҳои гуногун мавҷуданд.
Паредес ва ҳамкоронаш8 омили максималии умри хастагиро ҳамчун функсияи мақсаднок барои тарҳрезии пружинаҳои спиралӣ муайян карданд ва усули квазинютониро ҳамчун усули оптимизатсия истифода бурданд. Тағйирёбандаҳо дар оптимизатсия ҳамчун диаметри сим, диаметри спирал, шумораи гардишҳо ва дарозии пружинаҳо муайян карда шуданд. Параметри дигари сохтори пружинаҳо маводест, ки аз он сохта шудааст. Аз ин рӯ, ин дар таҳқиқоти тарроҳӣ ва оптимизатсия ба назар гирифта шуд. Зебди ва ҳамкоронаш 9 дар таҳқиқоти худ ҳадафҳои сахтии ҳадди аксар ва вазни ҳадди ақалро дар функсияи мақсаднок муқаррар карданд, ки дар он омили вазн назаррас буд. Дар ин ҳолат, онҳо маводи пружинаҳо ва хосиятҳои геометриро ҳамчун тағирёбандаҳо муайян карданд. Онҳо алгоритми генетикиро ҳамчун усули оптимизатсия истифода мебаранд. Дар саноати автомобилсозӣ вазни маводҳо аз бисёр ҷиҳат муфид аст, аз иҷрои мошин то истеъмоли сӯзишворӣ. Кам кардани вазн ҳангоми оптимизатсияи пружинаҳои спиралӣ барои овезон як таҳқиқоти маъруф аст10. Бахшеш ва Бахшеш11 маводҳоеро ба монанди шишаи электронӣ, карбон ва кевларро ҳамчун тағирёбандаҳо дар кори худ дар муҳити ANSYS бо ҳадафи ба даст овардани вазни ҳадди ақал ва қувваи максималии кашиш дар тарҳҳои гуногуни композитии пружинаҳои овезон муайян карданд. Раванди истеҳсолӣ дар таҳияи пружинаҳои композитӣ муҳим аст. Ҳамин тариқ, дар масъалаи оптимизатсия тағирёбандаҳои гуногун, ба монанди усули истеҳсол, қадамҳои дар ин раванд андешидашуда ва пайдарпайии ин қадамҳо, ба нақш медароянд12,13. Ҳангоми тарҳрезии пружинаҳо барои системаҳои динамикӣ, басомадҳои табиии система бояд ба назар гирифта шаванд. Тавсия дода мешавад, ки басомади табиии аввали пружин ҳадди аққал 5-10 маротиба аз басомади табиии система бошад, то аз резонанс пешгирӣ карда шавад14. Тактак ва ҳамкорон 7 тасмим гирифтанд, ки массаи пружинаро ба ҳадди ақалл расонанд ва басомади табиии аввалиро ҳамчун функсияҳои мақсаднок дар тарҳрезии пружинаи печ ба ҳадди аксар расонанд. Онҳо дар асбоби оптимизатсияи Matlab усулҳои ҷустуҷӯи нақш, нуқтаи дохилӣ, маҷмӯи фаъол ва алгоритми генетикиро истифода бурданд. Тадқиқоти таҳлилӣ қисми таҳқиқоти тарроҳии пружинаҳо мебошад ва Усули унсурҳои ниҳоӣ дар ин соҳа маъмул аст15. Патил ва ҳамкорон 16 усули оптимизатсияро барои кам кардани вазни пружинаи спиралии фишурда бо истифода аз тартиби таҳлилӣ таҳия карданд ва муодилаҳои таҳлилиро бо истифода аз усули унсурҳои ниҳоӣ санҷиданд. Меъёри дигари афзоиши фоиданокии пружин афзоиши энергияест, ки он метавонад нигоҳ дорад. Ин ҳолат инчунин кафолат медиҳад, ки пружинаи мазкур барои муддати тӯлонӣ фоиданокии худро нигоҳ медорад. Раҳул ва Рамешкумар17 кӯшиш мекунанд, ки ҳаҷми пружинаро кам кунанд ва энергияи шиддатро дар тарҳҳои пружинаи печи мошин зиёд кунанд. Онҳо инчунин аз алгоритмҳои генетикӣ дар таҳқиқоти оптимизатсия истифода кардаанд.
Тавре ки дида мешавад, параметрҳо дар таҳқиқоти оптимизатсия аз система ба система фарқ мекунанд. Умуман, параметрҳои сахтӣ ва шиддати буриш дар системае, ки бори он омили муайянкунанда аст, муҳиманд. Интихоби мавод бо ин ду параметр ба системаи маҳдудияти вазн дохил карда шудааст. Аз тарафи дигар, басомадҳои табиӣ барои пешгирӣ аз резонансҳо дар системаҳои хеле динамикӣ тафтиш карда мешаванд. Дар системаҳое, ки фоиданокӣ муҳим аст, энергия ба ҳадди аксар расонида мешавад. Дар таҳқиқоти оптимизатсия, гарчанде ки FEM барои таҳқиқоти таҳлилӣ истифода мешавад, дидан мумкин аст, ки алгоритмҳои метаевристӣ, ба монанди алгоритми генетикӣ14,18 ва алгоритми гурги хокистарӣ19, якҷоя бо усули классикии Нютон дар доираи як қатор параметрҳои муайян истифода мешаванд. Алгоритмҳои метаевристӣ дар асоси усулҳои табиии мутобиқшавӣ таҳия шудаанд, ки ба ҳолати оптималӣ дар муддати кӯтоҳ, махсусан таҳти таъсири аҳолӣ20,21, наздик мешаванд. Бо тақсимоти тасодуфии аҳолӣ дар минтақаи ҷустуҷӯ, онҳо аз оптимумҳои маҳаллӣ канорагирӣ мекунанд ва ба сӯи оптимумҳои ҷаҳонӣ22 ҳаракат мекунанд. Ҳамин тариқ, дар солҳои охир он аксар вақт дар заминаи мушкилоти воқеии саноатӣ23,24 истифода мешавад.
Ҳолати муҳим барои механизми қатшаванда, ки дар ин таҳқиқот таҳия шудааст, ин аст, ки болҳо, ки пеш аз парвоз дар ҳолати баста буданд, пас аз баромадан аз найча муддати муайян кушода мешаванд. Пас аз ин, унсури қулфкунанда болро масдуд мекунад. Аз ин рӯ, пружинаҳо ба динамикаи парвоз мустақиман таъсир намерасонанд. Дар ин ҳолат, ҳадафи оптимизатсия ба ҳадди аксар расонидани энергияи захирашуда барои суръат бахшидан ба ҳаракати пружинаҳо буд. Диаметри ғалтак, диаметри сим, шумораи ғалтакҳо ва каҷравӣ ҳамчун параметрҳои оптимизатсия муайян карда шуданд. Аз сабаби андозаи хурди пружинаҳо, вазн ҳадаф ҳисобида нашуд. Аз ин рӯ, намуди мавод ҳамчун собит муайян карда мешавад. Ҳадди бехатарӣ барои деформатсияҳои механикӣ ҳамчун маҳдудияти муҳим муайян карда мешавад. Илова бар ин, маҳдудиятҳои андозаи тағйирёбанда дар доираи механизм иштирок мекунанд. Усули метаевристии BA ҳамчун усули оптимизатсия интихоб карда шуд. BA барои сохтори чандир ва содда ва барои пешрафтҳояш дар таҳқиқоти оптимизатсияи механикӣ25 афзалтар дониста шуд. Дар қисми дуюми таҳқиқот, ифодаҳои муфассали математикӣ дар чаҳорчӯбаи тарҳи асосӣ ва тарҳи пружинаи механизми қатшаванда дохил карда шудаанд. Қисми сеюм алгоритми оптимизатсия ва натиҷаҳои оптимизатсияро дар бар мегирад. Боби 4 таҳлилро дар барномаи ADAMS анҷом медиҳад. Мувофиқати пружинаҳо пеш аз истеҳсол таҳлил карда мешавад. Дар бахши охир натиҷаҳои таҷрибавӣ ва тасвирҳои санҷишӣ мавҷуданд. Натиҷаҳои дар таҳқиқот бадастомада инчунин бо корҳои қаблии муаллифон бо истифода аз равиши DOE муқоиса карда шуданд.
Болҳое, ки дар ин таҳқиқот таҳия шудаанд, бояд ба самти сатҳи мушак хам шаванд. Болҳо аз ҳолати печонидашуда ба ҳолати кушодашуда мечарханд. Барои ин механизми махсус таҳия шудааст. Дар расми 1 конфигуратсияи печонидашуда ва кушодашуда5 дар системаи координатаҳои мушак нишон дода шудааст.
Дар расми 2 намуди қисмати механизм нишон дода шудааст. Механизм аз якчанд қисмҳои механикӣ иборат аст: (1) корпуси асосӣ, (2) меҳвари бол, (3) подшипник, (4) корпуси қулфкунанда, (5) втулкаи қулфкунанда, (6) мехи боздоранда, (7) пружинаи печутоб ва (8) пружинаҳои фишурда. Меҳвари бол (2) тавассути гилзаи қулфкунанда (4) ба пружинаи печутоб (7) пайваст карда шудааст. Ҳар се қисм пас аз парвози мушак ҳамзамон чарх мезананд. Бо ин ҳаракати чархзанӣ, болҳо ба мавқеи ниҳоии худ мепечанд. Пас аз ин, мех (6) аз ҷониби пружинаи фишурда (8) ба кор андохта мешавад ва бо ин васила тамоми механизми корпуси қулфкунанда (4)5-ро масдуд мекунад.
Модули эластикӣ (E) ва модули буриш (G) параметрҳои асосии тарроҳии пружинаҳо мебошанд. Дар ин таҳқиқот, сими пружинаи пружинаи карбонии баланд (сими мусиқӣ ASTM A228) ҳамчун маводи пружинаҳо интихоб карда шуд. Параметрҳои дигар диаметри сим (d), диаметри миёнаи печ (Dm), шумораи печҳо (N) ва каҷшавии пружинаҳо (xd барои пружинаҳои фишурда ва θ барои пружинаҳои печдор)26 мебошанд. Энергияи захирашуда барои пружинаҳои фишурда ва пружинаҳои печдор (\({SE}_{x})\) ва печдор (\({SE}_{\theta}\))-ро метавон аз муодилаи (1) ва (2)26 ҳисоб кард. (Арзиши модули буриш (G) барои пружинаи фишурда 83.7E9 Pa ва арзиши модули эластикӣ (E) барои пружинаи печдор 203.4E9 Pa аст.)
Андозаҳои механикии система мустақиман маҳдудиятҳои геометрии пружинаро муайян мекунанд. Ғайр аз ин, шароитҳое, ки мушак дар он ҷойгир мешавад, низ бояд ба назар гирифта шаванд. Ин омилҳо маҳдудиятҳои параметрҳои пружинаро муайян мекунанд. Маҳдудияти дигари муҳим омили бехатарӣ мебошад. Таърифи омили бехатарӣ аз ҷониби Шигли ва дигарон муфассал шарҳ дода шудааст.26. Омили бехатарии пружинаи фишурдашавӣ (ОФФ) ҳамчун ҳадди аксар фишори иҷозатдодашуда ба фишор дар тӯли пайваста муайян карда мешавад. ОФФ-ро бо истифода аз муодилаҳои (3), (4), (5) ва (6)26 ҳисоб кардан мумкин аст. (Барои маводи пружинаи истифодашуда дар ин таҳқиқот, \({S}_{sy}=980 МПа\)). F қувваро дар муодила ва KB омили Бергштрассерро аз 26 ифода мекунад.
Коэффисиенти бехатарии печутоби пружинаҳо (SFT) ҳамчун тақсими M ба k муайян карда мешавад. SFT-ро аз муодилаҳои (7), (8), (9) ва (10)26 ҳисоб кардан мумкин аст. (Барои маводе, ки дар ин таҳқиқот истифода шудааст, \({S}_{y}=1600 \mathrm{MPa}\)). Дар муодила, M барои моменти гардиш, \({k}^{^{\prime}}\) барои доимии пружинаҳо (моменти гардиш/гардиш) ва Ki барои коэффисиенти ислоҳи шиддат истифода мешавад.
Ҳадафи асосии оптимизатсия дар ин таҳқиқот ба ҳадди аксар расонидани энергияи пружинӣ мебошад. Функсияи мақсаднок барои ёфтани \(\overrightarrow{\{X\}}\) таҳия шудааст, ки \(f(X)\)-ро ба ҳадди аксар мерасонад. \({f}_{1}(X)\) ва \({f}_{2}(X)\) мутаносибан функсияҳои энергетикии пружинаи фишурдасозӣ ва печутоб мебошанд. Тағирёбандаҳо ва функсияҳои ҳисобшуда, ки барои оптимизатсия истифода мешаванд, дар муодилаҳои зерин нишон дода шудаанд.
Маҳдудиятҳои гуногуни тарҳрезии пружинаҳо дар муодилаҳои зерин оварда шудаанд. Муодилаҳои (15) ва (16) мутаносибан омилҳои бехатариро барои пружинаҳои фишурдасозӣ ва печутобӣ нишон медиҳанд. Дар ин таҳқиқот, SFC бояд аз 1.2 зиёд ё баробар бошад ва SFT бояд аз θ26 зиёд ё баробар бошад.
BA аз стратегияҳои ҷустуҷӯи гардолудкунии занбӯри асал илҳом гирифта шудааст27. Занбӯри асал бо фиристодани чӯяндагони бештар ба майдонҳои ҳосилхези гардолуд ва чӯяндагони камтар ба майдонҳои камтар ҳосилхези гардолуд ҷустуҷӯ мекунанд. Ҳамин тариқ, самаранокии бештар аз популятсияи занбӯри асал ба даст оварда мешавад. Аз тарафи дигар, занбӯри скаутӣ ба ҷустуҷӯи минтақаҳои нави гардолуд идома медиҳад ва агар минтақаҳои серҳосилтар аз пештара вуҷуд дошта бошанд, бисёре аз чӯяндагони хӯрок ба ин минтақаи нав равона карда мешаванд28. BA аз ду қисм иборат аст: ҷустуҷӯи маҳаллӣ ва ҷустуҷӯи ҷаҳонӣ. Ҷустуҷӯи маҳаллӣ ҷамоатҳои бештарро дар наздикии ҳадди ақал (ҷойҳои элита), ба монанди занбӯри асал ҷустуҷӯ мекунад ва сайтҳои дигарро камтар ҷустуҷӯ мекунад (ҷойҳои беҳтарин ё интихобшуда). Ҷустуҷӯи худсарона дар қисми ҷустуҷӯи ҷаҳонӣ анҷом дода мешавад ва агар арзишҳои хуб пайдо шаванд, истгоҳҳо дар такрори навбатӣ ба қисми ҷустуҷӯи маҳаллӣ интиқол дода мешаванд. Алгоритм баъзе параметрҳоро дар бар мегирад: шумораи занбӯри скаутӣ (n), шумораи сайтҳои ҷустуҷӯи маҳаллӣ (m), шумораи сайтҳои элита (e), шумораи чӯяндагони хӯрок дар сайтҳои элита (nep), шумораи чӯяндагони хӯрок дар минтақаҳои оптималӣ. Сомона (nsp), андозаи маҳалла (ngh) ва шумораи такрорҳо (I)29. Псевдокоди BA дар расми 3 нишон дода шудааст.
Алгоритм кӯшиш мекунад, ки байни \({g}_{1}(X)\) ва \({g}_{2}(X)\) кор кунад. Дар натиҷаи ҳар як такрор, арзишҳои оптималӣ муайян карда мешаванд ва барои ба даст овардани беҳтарин арзишҳо, популятсия дар атрофи ин арзишҳо ҷамъ карда мешавад. Маҳдудиятҳо дар бахшҳои ҷустуҷӯи маҳаллӣ ва ҷаҳонӣ тафтиш карда мешаванд. Дар ҷустуҷӯи маҳаллӣ, агар ин омилҳо мувофиқ бошанд, арзиши энергия ҳисоб карда мешавад. Агар арзиши нави энергия аз арзиши оптималӣ зиёд бошад, арзиши навро ба арзиши оптималӣ таъин кунед. Агар беҳтарин арзиши дар натиҷаи ҷустуҷӯ ёфтшуда аз унсури ҷорӣ зиёдтар бошад, унсури нав ба коллексия дохил карда мешавад. Диаграммаи блокии ҷустуҷӯи маҳаллӣ дар расми 4 нишон дода шудааст.
Аҳолӣ яке аз параметрҳои калидӣ дар BA мебошад. Аз таҳқиқоти қаблӣ дида мешавад, ки васеъ кардани аҳолӣ шумораи такрорҳои заруриро кам мекунад ва эҳтимолияти муваффақиятро зиёд мекунад. Аммо, шумораи арзёбиҳои функсионалӣ низ афзоиш меёбад. Мавҷудияти шумораи зиёди маконҳои элита ба самаранокӣ таъсири назаррас намерасонад. Шумораи маконҳои элита метавонад кам бошад, агар он сифр30 набошад. Андозаи популятсияи занбӯри скаутӣ (n) одатан аз 30 то 100 интихоб карда мешавад. Дар ин таҳқиқот, ҳам сенарияҳои 30 ва ҳам 50 барои муайян кардани шумораи мувофиқ иҷро карда шуданд (Ҷадвали 2). Параметрҳои дигар вобаста ба популятсия муайян карда мешаванд. Шумораи маконҳои интихобшуда (m) (тақрибан) 25% аз шумораи популятсия ва шумораи маконҳои элита (e) дар байни маконҳои интихобшуда 25% аз m аст. Шумораи занбӯрҳои ғизодиҳанда (шумораи ҷустуҷӯҳо) барои қитъаҳои элита 100 ва барои дигар қитъаҳои маҳаллӣ 30 интихоб карда шуд. Ҷустуҷӯи ҳамсоягӣ мафҳуми асосии ҳама алгоритмҳои эволютсионӣ мебошад. Дар ин таҳқиқот усули танг кардани ҳамсояҳо истифода шудааст. Ин усул андозаи маҳалларо бо суръати муайян дар давоми ҳар як такрор кам мекунад. Дар такрорҳои оянда, арзишҳои хурдтари маҳалла30 метавонанд барои ҷустуҷӯи дақиқтар истифода шаванд.
Барои ҳар як сенария, даҳ санҷиши пайдарпай барои санҷиши такроршавандагии алгоритми оптимизатсия гузаронида шуданд. Дар расми 5 натиҷаҳои оптимизатсияи пружинаи печутоб барои схемаи 1 ва дар расми 6 - барои схемаи 2 нишон дода шудаанд. Маълумоти санҷишӣ инчунин дар ҷадвалҳои 3 ва 4 оварда шудаанд (ҷадвале, ки натиҷаҳои бадастомада барои пружинаи фишурдашударо дар Маълумоти иловагии S1 дар бар мегирад). Популятсияи занбӯрҳо ҷустуҷӯи арзишҳои хубро дар такрори аввал шадидтар мекунад. Дар сенарияи 1, натиҷаҳои баъзе санҷишҳо аз ҳадди аксар пасттар буданд. Дар сенарияи 2, дидан мумкин аст, ки ҳамаи натиҷаҳои оптимизатсия аз сабаби афзоиши популятсия ва дигар параметрҳои дахлдор ба ҳадди аксар наздик мешаванд. Дидан мумкин аст, ки арзишҳо дар сенарияи 2 барои алгоритм кофӣ мебошанд.
Ҳангоми ба даст овардани арзиши максималии энергия дар такрорҳо, омили бехатарӣ низ ҳамчун маҳдудият барои таҳқиқот пешниҳод карда мешавад. Барои омили бехатарӣ ба ҷадвал нигаред. Арзишҳои энергияе, ки бо истифода аз BA ба даст оварда шудаанд, бо арзишҳое, ки бо истифода аз усули 5 DOE дар Ҷадвали 5 ба даст оварда шудаанд, муқоиса карда мешаванд. (Барои осонии истеҳсол, шумораи гардишҳо (N)-и пружинаи печутобӣ 4.9 ба ҷои 4.88 аст ва каҷшавӣ (xd) дар пружинаи фишурдакунӣ 8 мм ба ҷои 7.99 мм аст.) Дидан мумкин аст, ки BA Натиҷаи беҳтар аст. BA ҳамаи арзишҳоро тавассути ҷустуҷӯҳои маҳаллӣ ва ҷаҳонӣ арзёбӣ мекунад. Бо ин роҳ ӯ метавонад алтернативаҳои бештарро зудтар санҷад.
Дар ин таҳқиқот, Адамс барои таҳлили ҳаракати механизми бол истифода шуд. Аввал ба Адамс модели сеченакаи механизм дода мешавад. Сипас, пружинаро бо параметрҳои дар бахши қаблӣ интихобшуда муайян кунед. Илова бар ин, барои таҳлили воқеӣ баъзе параметрҳои дигар бояд муайян карда шаванд. Инҳо параметрҳои физикӣ, аз қабили пайвастшавӣ, хосиятҳои мавод, тамос, соиш ва қувваи ҷозиба мебошанд. Байни меҳвари теғ ва подшипник пайванди гардишкунанда мавҷуд аст. 5-6 пайванди силиндрӣ мавҷуд аст. 5-1 пайванди собит мавҷуд аст. Қисми асосӣ аз маводи алюминий сохта шудааст ва собит аст. Маводи боқимондаи қисмҳо пӯлод аст. Коэффисиенти соиш, сахтии тамос ва чуқурии воридшавии сатҳи соишро вобаста ба намуди мавод интихоб кунед. (пӯлоди зангногир AISI 304) Дар ин таҳқиқот, параметри муҳим вақти кушодани механизми бол аст, ки бояд камтар аз 200 мс бошад. Аз ин рӯ, ҳангоми таҳлил ба вақти кушодани бол диққат диҳед.
Дар натиҷаи таҳлили Адамс, вақти кушодашавии механизми бол 74 миллисония аст. Натиҷаҳои симулятсияи динамикӣ аз 1 то 4 дар расми 7 нишон дода шудаанд. Расми аввал дар расми 5 вақти оғози симулятсия ва болҳо дар ҳолати интизорӣ барои печонидан мебошанд. (2) Мавқеи болро пас аз 40 мс, вақте ки бол 43 дараҷа гардиш кардааст, нишон медиҳад. (3) мавқеи болро пас аз 71 миллисония нишон медиҳад. Ҳамчунин дар расми охирин (4) анҷоми гардиши бол ва мавқеи кушодаро нишон медиҳад. Дар натиҷаи таҳлили динамикӣ мушоҳида шуд, ки механизми кушодашавии бол аз арзиши мақсадноки 200 мс хеле кӯтоҳтар аст. Илова бар ин, ҳангоми андозаи пружинаҳо, маҳдудиятҳои бехатарӣ аз баландтарин арзишҳое, ки дар адабиёт тавсия дода шудаанд, интихоб карда шуданд.
Пас аз анҷоми ҳамаи таҳқиқоти тарроҳӣ, оптимизатсия ва симулятсия, прототипи механизм истеҳсол ва ҳамгиро карда шуд. Сипас, прототип барои тасдиқи натиҷаҳои симулятсия санҷида шуд. Аввал пӯсти асосиро мустаҳкам кунед ва болҳоро печонед. Сипас, болҳо аз ҳолати печшуда раҳо карда шуданд ва видеои гардиши болҳо аз ҳолати печшуда ба ҳолати кушодашуда сохта шуд. Таймер инчунин барои таҳлили вақт ҳангоми сабти видео истифода мешуд.
Дар расми 8 чаҳорчӯбаҳои видеоии рақамҳои 1-4 нишон дода шудаанд. Чаҳорчӯбаи рақами 1 дар расм лаҳзаи раҳо кардани болҳои печонидашударо нишон медиҳад. Ин лаҳза лаҳзаи ибтидоии вақти t0 ҳисобида мешавад. Чаҳорчӯбаҳои 2 ва 3 мавқеи болҳоро 40 мс ва 70 мс пас аз лаҳзаи ибтидоӣ нишон медиҳанд. Ҳангоми таҳлили чаҳорчӯбаҳои 3 ва 4, дидан мумкин аст, ки ҳаракати бол пас аз t0 90 мс устувор мешавад ва кушодашавии бол байни 70 ва 90 мс анҷом меёбад. Ин ҳолат маънои онро дорад, ки ҳам симулятсия ва ҳам озмоиши прототип тақрибан якхела вақти кушодани болро медиҳанд ва тарҳ ба талаботи кори механизм ҷавобгӯ аст.
Дар ин мақола, пружинаҳои печутоб ва фишурдасозӣ, ки дар механизми печутоби болҳо истифода мешаванд, бо истифода аз BA оптимизатсия карда шудаанд. Параметрҳоро бо чанд такрор зуд ба даст овардан мумкин аст. Пружинаи печутобӣ 1075 мҶ ва пружинаи фишурдакунӣ 37,24 мҶ арзёбӣ шудааст. Ин арзишҳо нисбат ба таҳқиқоти қаблии DOE 40-50% беҳтаранд. Пружин ба механизм ворид карда шуда, дар барномаи ADAMS таҳлил карда шудааст. Ҳангоми таҳлил маълум шуд, ки болҳо дар давоми 74 миллисония кушода шудаанд. Ин арзиш аз ҳадафи лоиҳа, ки 200 миллисония аст, хеле камтар аст. Дар як таҳқиқоти минбаъдаи таҷрибавӣ, вақти фаъолшавӣ тақрибан 90 мс чен карда шуд. Ин фарқияти 16 миллисония байни таҳлилҳо метавонад аз омилҳои муҳити зист, ки дар нармафзор моделсозӣ нашудаанд, вобаста бошад. Боварӣ дорад, ки алгоритми оптимизатсия, ки дар натиҷаи таҳқиқот ба даст оварда шудааст, метавонад барои тарҳҳои гуногуни пружинаҳо истифода шавад.
Маводи пружинӣ пешакӣ муайян карда шуда буд ва ҳамчун тағйирёбанда дар оптимизатсия истифода нашуд. Азбаски дар ҳавопаймоҳо ва мушакҳо намудҳои гуногуни пружинаҳо истифода мешаванд, BA барои тарҳрезии дигар намудҳои пружинаҳо бо истифода аз маводҳои гуногун барои ноил шудан ба тарҳрезии оптималии пружин дар таҳқиқоти оянда истифода мешавад.
Мо изҳор медорем, ки ин дастнавис аслӣ аст, қаблан нашр нашудааст ва дар айни замон барои нашр дар ҷои дигар баррасӣ намешавад.
Ҳамаи маълумоте, ки дар ин таҳқиқот тавлид ё таҳлил шудаанд, дар ин мақолаи нашршуда [ва файли иттилооти иловагӣ] дохил карда шудаанд.
Мин, З., Кин, В.К. ва Ричард, LJ. Модернизатсияи консепсияи флоарди ҳавоӣ тавассути тағйироти куллии геометрӣ. IES J. Қисми A. Тамаддун. таркиб. лоиҳа. 3(3), 188–195 (2010).
Сун, Ҷ., Лю, К. ва Бҳушан, Б. Шарҳи мухтасари болҳои қафои гамбуск: сохтор, хосиятҳои механикӣ, механизмҳо ва илҳоми биологӣ. Ҷ. Меха. Бехарактерӣ. Илми биотиббӣ. alma mater. 94, 63–73 (2019).
Чен, З., Ю, Ҷ., Чжан, А., ва Чжан, Ф. Тарроҳӣ ва таҳлили механизми ҳаракатдиҳии қатшаванда барои планёри зериобии гибридӣ. Муҳандисии Океан 119, 125–134 (2016).
Картик, Х.С. ва Притви, К. Тарроҳӣ ва таҳлили механизми қатшавандаи стабилизатори уфуқии чархбол. J. Inng. зарфи нигоҳдорӣ. технология. (IGERT) 9(05), 110–113 (2020).
Кулунк, З. ва Сахин, М. Беҳсозии параметрҳои механикии тарҳи болҳои мушаки қатшаванда бо истифода аз равиши тарроҳии таҷрибавӣ. J. Inner Model. Беҳсозии. 9(2), 108–112 (2019).
Ке, Ҷ., Ву, ЗЙ, Лю, ЙС, Сян, З. ва Ху, Усули тарроҳии XD, Таҳқиқоти самаранокӣ ва раванди истеҳсоли пружинаҳои печдори таркибӣ: Шарҳ. compose. composition. 252, 112747 (2020).
Тактак М., Омҳени К., Алуи А., Даммак Ф. ва Хаддар М. Беҳсозии тарроҳии динамикии пружинаҳои печдор. Барои садо истифода баред. 77, 178–183 (2014).
Паредес, М., Сартор, М. ва Маскле, К. Тартиби беҳсозии тарҳрезии пружинаҳои шиддат. компютер. татбиқи усул. курку. лоиҳа. 191(8-10), 783-797 (2001).
Зебди О., Буҳили Р. ва Трочу Ф. Тарроҳии оптималии пружинаҳои спиралии композитӣ бо истифода аз оптимизатсияи бисёрҳадаф. J. Reinf. plastic. compose. 28 (14), 1713–1732 (2009).
Паварт, ҲБ ва Десейл, ДД Беҳсозии пружинаҳои печдори пеши овезонкунии сечарха. раванд. истеҳсолкунанда. 20, 428–433 (2018).
Бахшеш М. ва Бахшеш М. Беҳсозии пружинаҳои печи пӯлодӣ бо пружинаҳои композитӣ. Jurnalи дохилӣ. Лоиҳаи бисёрсоҳавӣ. илмӣ. 3(6), 47–51 (2012).
Чен, Л. ва дигарон. Дар бораи параметрҳои зиёде, ки ба кори статикӣ ва динамикии пружинаҳои печи композитӣ таъсир мерасонанд, маълумот гиред. J. Market. зарфи нигоҳдорӣ. 20, 532–550 (2022).
Франк, Ҷ. Таҳлил ва беҳсозии пружинаҳои спиралии таркибӣ, рисолаи PhD, Донишгоҳи давлатии Сакраменто (2020).
Гу, З., Хоу, Х. ва Йе, Ҷ. Усулҳо барои тарҳрезӣ ва таҳлили пружинаҳои ғайрихаттии спиралӣ бо истифода аз якҷоя кардани усулҳо: таҳлили унсурҳои ниҳоӣ, намунагирии маҳдуди гиперкуби лотинӣ ва барномасозии генетикӣ. раванд. Институти Фур. лоиҳа. CJ Mecha. лоиҳа. илм. 235(22), 5917–5930 (2021).
Ву, Л. ва дигарон. Пружинаҳои танзимшавандаи суръати пружинаҳои бисёрсатҳаи нахҳои карбонӣ: Таҳқиқоти тарроҳӣ ва механизм. J. Market. зарфи нигоҳдорӣ. 9(3), 5067–5076 (2020).
Патил Д.С., Мангрулкар К.С. ва Ҷагтап СТ. Беҳсозии вазни пружинаҳои фишурдашудаи спиралӣ. J. Innov дохилӣ. зарфи нигоҳдорӣ. Бисёрсоҳавӣ. 2(11), 154–164 (2016).
Раҳул, МС ва Рамешкумар, К. Беҳсозии бисёрфунксионалӣ ва симулятсияи рақамии пружинаҳои печдор барои барномаҳои автомобилӣ. донишгоҳ. раванди имрӯза. 46. ​​4847–4853 (2021).
Бай, ҶБ ва дигарон. Муайян кардани беҳтарин амалия - Тарроҳии оптималии сохторҳои спиралии таркибӣ бо истифода аз алгоритмҳои генетикӣ. compose. composition. 268, 113982 (2021).
Шоҳин, И., Дортерлер, М., ва Гокче, Х. Бо истифода аз усули беҳсозии 灰狼, ки ба беҳсозии ҳаҷми ҳадди ақали тарҳи пружинаи фишурдасозӣ асос ёфтааст, Ғози Ҷ. Муҳандисии илм, 3(2), 21–27 (2017).
Айе, КМ, Фолди, Н., Йилдиз, АР, Бурират, С. ва Саит, СМ Метаэвристика бо истифода аз агентҳои сершумор барои беҳсозии садамаҳо. J. Veh internal. dec. 80(2–4), 223–240 (2019).
Йилдиз, AR ва Эрдаш, МУ Алгоритми нави гибридии беҳсозии гурӯҳи Тагучи-салпа барои тарҳрезии боэътимоди масъалаҳои воқеии муҳандисӣ. Alma mater. Test. 63(2), 157–162 (2021).
Йилдиз Б.С., Фолди Н., Бюрерат С., Йилдиз А.Р. ва Саит С.М. Тарҳрезии боэътимоди механизмҳои чангкашаки роботӣ бо истифода аз алгоритми нави беҳсозии гибридии малах. Системаи коршиносӣ. 38(3), e12666 (2021).