Nature.com saýtyna gireniňiz üçin sag boluň. Siz çäkli CSS goldawy bolan brauzer wersiýasyny ulanýarsyňyz. Dat almaýan polatdan ýasalan spiral turba Iň gowy tejribe üçin täzelenen brauzer ulanmagyňyzy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de Gatnaşyklyk Režimini öçüriň). Mundan başga-da, yzygiderli goldawy üpjün etmek üçin saýty stillersiz we JavaScript-siz görkezýäris.
Birbada üç slaýdyň karuselini görkezýär. Birbada üç slaýdyň arasyndan geçmek üçin "Öňki" we "Indiki" düwmelerini ulanyň ýa-da birbada üç slaýdyň arasyndan geçmek üçin ahyryndaky sürgüç düwmelerini ulanyň.
Bu gözlegde, poslamaýan polatdan ýasalan spiral turbasy, raketada ulanylýan ganat bükülýän mehanizmiň burulma we gysyş ýazlarynyň dizaýny optimizasiýa meselesi hökmünde garalýar. Raketa uçuryş turbasyndan çykandan soň, ýapyk ganatlar belli bir wagtlap açylmaly we berkidilmeli. Gözlegiň maksady, ganatlaryň iň gysga wagtda açylyp bilmegi üçin, ýazlarda saklanýan energiýany iň ýokary derejä çykarmakdy. Bu ýagdaýda, iki neşirdäki energiýa deňlemesi optimizasiýa prosesinde maksatly funksiýa hökmünde kesgitlenildi. Ýaz dizaýny üçin zerur bolan sim diametri, spiral diametri, spirallaryň sany we egilme parametrleri optimizasiýa üýtgeýjileri hökmünde kesgitlenildi. Mehanizmiň ululygyna baglylykda üýtgeýjilerde geometrik çäklendirmeler, şeýle hem ýazlaryň göterýän ýüküne baglylykda howpsuzlyk faktoryna çäklendirmeler bar. Bu optimizasiýa meselesini çözmek we ýaz dizaýnyny ýerine ýetirmek üçin bal arysy (BA) algoritmi ulanyldy. BA bilen alnan energiýa gymmatlyklary öňki Tejribeleriň dizaýny (DOE) gözleglerinden alnan gymmatlyklardan has ýokarydyr. Optimizasiýadan alnan parametrler ulanylyp dizaýn edilen ýazlar we mehanizmler ilki ADAMS programmasynda seljerildi. Şondan soň, öndürilen pružinalary hakyky mehanizmlere integrasiýa etmek arkaly synag synaglary geçirildi. Synag netijesinde ganatlaryň takmynan 90 millisekuntdan soň açylandygy görüldi. Bu gymmatlyk taslamanyň 200 millisekunt maksadyndan has pes. Mundan başga-da, analitiki we synag netijeleriniň arasyndaky tapawut diňe 16 ms.
Uçarlarda we deňiz ulaglarynda poslamaýan polatdan ýasalan spiral turbalaryň bükülme mehanizmleri örän möhümdir. Bu ulgamlar uçuş öndürijiligini we gözegçiligini gowulandyrmak üçin uçarlaryň üýtgedilmeginde we konwersiýalarynda ulanylýar. Uçuş režimine baglylykda, ganatlar aerodinamik täsiri azaltmak üçin dürli-dürli bükülýär we açylýar1. Bu ýagdaýy käbir guşlaryň we mör-möjekleriň gündelik uçuş we suwa çümmek wagtyndaky ganatlarynyň hereketi bilen deňeşdirip bolýar. Şonuň ýaly-da, gidrodinamik täsirleri azaltmak we dolandyryşy iň ýokary derejä çykarmak üçin suwa çümmek gämilerinde planerler bükülýär we açylýar3. Bu mehanizmleriň ýene bir maksady bolsa dikuçar perwanynyň 4 saklanyş we daşamak üçin bükülmegi ýaly ulgamlara göwrümleýin artykmaçlyklar bermekdir. Raketanyň ganatlary hem saklanyş giňişligini azaltmak üçin aşak bükülýär. Şeýlelik bilen, atyjy enjamyň 5 kiçi meýdanyna has köp raketa ýerleşdirilip bilner. Bükülmekde we açylmakda netijeli ulanylýan bölekler adatça ýazlardyr. Bükülýän pursatynda energiýa onda saklanýar we açylýan pursatynda boşadylýar. Çeýe gurluşy sebäpli saklanýan we boşadylýan energiýa deňleşdirilýär. Ýaz esasan ulgam üçin niýetlenendir we bu dizaýn optimizasiýa meselesini döredýär6. Sebäbi ol simiň diametri, spiralyň diametri, öwrümleriň sany, spiral burçy we materialyň görnüşi ýaly dürli üýtgeýänleri öz içine alsa-da, massa, göwrüm, minimal stres paýlanyşy ýa-da maksimum energiýa elýeterliligi ýaly ölçegler hem bar7.
Bu gözleg raketa ulgamlarynda ulanylýan ganatlary bükmek mehanizmleri üçin ýazlaryň dizaýnyny we optimizasiýasyny aýdyňlaşdyrýar. Uçuşdan öň uçuryş turbasynyň içinde bolan ganatlar raketanyň ýüzünde bükülýär we uçuryş turbasyndan çykandan soň belli bir wagtlap açylýar we ýüze basylýar. Bu proses raketanyň dogry işlemegi üçin örän möhümdir. Işlenip düzülen büküliş mehanizminde ganatlaryň açylmagy burulma ýazlary arkaly, gulplanmagy bolsa gysyş ýazlary arkaly amala aşyrylýar. Laýyk ýazy dizaýn etmek üçin optimizasiýa prosesi ýerine ýetirilmelidir. Ýazy optimizasiýasynda edebiýatda dürli ulanylyşlar bar.
Paredes we beýlekiler.8 spiral ýazlaryň dizaýny üçin maksatly funksiýa hökmünde maksimum ýadawlyk ömrüniň faktoryny kesgitlediler we optimizasiýa usuly hökmünde kwazi-Nýuton usulyny ulandylar. Optimizasiýada üýtgeýänler simiň diametri, spiralyň diametri, öwrümleriň sany we ýazyň uzynlygy hökmünde kesgitlenildi. Ýazyň gurluşynyň başga bir parametri onuň ýasalan materialydyr. Şonuň üçin bu dizaýn we optimizasiýa barlaglarynda göz öňünde tutuldy. Zebdi we beýlekiler. 9 öz barlaglarynda maksatly funksiýada maksimum berklik we minimal agram maksatlaryny goýdular, bu ýerde agram faktory möhümdi. Bu ýagdaýda, olar ýazyň materialyny we geometrik häsiýetlerini üýtgeýänler hökmünde kesgitlediler. Olar optimizasiýa usuly hökmünde genetiki algoritmi ulanýarlar. Awtomobil senagatynda materiallaryň agramy ulagyň iş görkezijilerinden ýangyç sarp edilişine çenli köp babatda peýdalydyr. Asma üçin spiral ýazlary optimizasiýa edende agramy azaltmak belli bir barlagdyr10. Bahshesh we Bahshesh11 dürli asma ýaz kompozit dizaýnlarynda minimal agrama we maksimum dartgynlyk güýjüne ýetmek maksady bilen ANSYS gurşawynda işlerinde E-aýna, uglerod we Kewlar ýaly materiallary üýtgeýänler hökmünde kesgitlediler. Kompozit ýazlaryň işlenip düzülmeginde önümçilik prosesi örän möhümdir. Şeýlelik bilen, optimizasiýa meselesinde dürli üýtgeýänler, mysal üçin önümçilik usuly, prosesde edilýän ädimler we şol ädimleriň yzygiderliligi rol oýnaýar12,13. Dinamik ulgamlar üçin ýazlar dizaýn edilende, ulgamyň tebigy ýygylyklary göz öňünde tutulmalydyr. Rezonansyň öňüni almak üçin ýazyň birinji tebigy ýygylygynyň ulgamyň tebigy ýygylygyndan azyndan 5-10 esse köp bolmagy maslahat berilýär14. Taktak we beýlekiler7 ýazyň massasyny azaltmak we birinji tebigy ýygylygy spiral ýaz dizaýnynda maksatly funksiýalar hökmünde iň ýokary derejä çykarmak kararyna geldiler. Olar Matlab optimizasiýa guralynda nusga gözlegini, içki nokady, işjeň toplum we genetiki algoritm usullaryny ulandylar. Analitik barlaglar ýaz dizaýn barlaglarynyň bir bölegidir we bu ugurda Çäklendirilen Element usuly meşhurdyr15. Patil we beýlekiler16 analitiki prosedura arkaly gysyş spiral ýazynyň agramyny azaltmak üçin optimizasiýa usulyny işläp düzdüler we çäklendirilen element usulyny ulanyp analitik deňlemeleri synagdan geçirdiler. Ýazyň peýdalylygyny ýokarlandyrmagyň başga bir kriteriýasy onuň saklap biljek energiýasynyň artmagydyr. Bu ýagdaý şeýle hem ýazyň uzak wagtlap peýdalylygyny saklamagyny üpjün edýär. Rahul we Rameshkumar17 Awtomobil spiral ýazlarynyň dizaýnlarynda ýazyň göwrümini azaltmaga we dartgynlyk energiýasyny artdyrmaga çalyşýarlar. Olar optimizasiýa barlaglarynda genetiki algoritmleri hem ulandylar.
Görşüňiz ýaly, optimizasiýa barlagyndaky parametrler ulgamdan ulgama üýtgeýär. Umuman, göterýän ýüküniň kesgitleýji faktory bolan ulgamda berklik we kesiş stres parametrleri möhümdir. Material saýlamagy bu iki parametr bilen agram çäklendirme ulgamyna goşulýar. Beýleki tarapdan, ýokary dinamiki ulgamlarda rezonanslaryň öňüni almak üçin tebigy ýygylyklar barlanýar. Peýdalylygyň möhüm bolan ulgamlarda energiýa iň ýokary derejä çykarylýar. Optimallaşdyrma barlaglarynda, FEM analitik barlaglar üçin ulanylsa-da, genetiki algoritm14,18 we çal möjek algoritmi19 ýaly metaewristik algoritmleriň belli bir parametrleriň çäklerinde klassiki Nýuton usuly bilen bilelikde ulanylýandygyny görmek bolýar. Metaewristik algoritmler, esasanam ilatyň täsiri astynda gysga wagtyň içinde optimal ýagdaýa ýakynlaşýan tebigy adaptasiýa usullaryna esaslanyp işlenip düzüldi20,21. Gözleg zolagynda ilatyň tötänleýin paýlanyşy bilen, olar ýerli optimlerden gaça durýarlar we global optimlere tarap hereket edýärler22. Şeýlelik bilen, soňky ýyllarda ol köplenç hakyky senagat meseleleriniň kontekstinde ulanylýar23,24.
Bu gözlegde işlenip düzülen gatlama mehanizmi üçin möhüm ýagdaý, uçuşdan öň ýapyk ýagdaýda bolan ganatlaryň turbadan çykandan belli bir wagt soň açylmagydyr. Şondan soň, gulplaýjy element ganaty blokirleýär. Şonuň üçin ýazlar uçuş dinamikasyna gönüden-göni täsir etmeýär. Bu ýagdaýda, optimizasiýanyň maksady ýazyň hereketini çaltlaşdyrmak üçin saklanan energiýany iň ýokary derejä çykarmakdy. Rulon diametri, sim diametri, rulonlaryň sany we egilme optimizasiýa parametrleri hökmünde kesgitlenildi. Ýazyň kiçi ölçegli bolmagy sebäpli agram maksat hasaplanmady. Şonuň üçin materialyň görnüşi üýtgewsiz hökmünde kesgitlenildi. Mehaniki deformasiýalar üçin howpsuzlyk çägi möhüm çäklendirme hökmünde kesgitlenildi. Mundan başga-da, mehanizmiň ulanylyş çägine üýtgeýän ölçegli çäklendirmeler girýär. BA metaeuristik usuly optimizasiýa usuly hökmünde saýlandy. BA çeýe we ýönekeý gurluşy, şeýle hem mehaniki optimizasiýa barlaglaryndaky üstünlikleri üçin saýlandy25. Gözlegiň ikinji böleginde, gatlama mehanizminiň esasy dizaýnynyň we ýaz dizaýnynyň çarçuwasyna jikme-jik matematiki aňlatmalar girizildi. Üçünji bölek optimizasiýa algoritmini we optimizasiýa netijelerini öz içine alýar. 4-nji bap ADAMS programmasynda seljerme geçirýär. Ýaýlaryň laýyklygy önümçilikden öň seljerilýär. Soňky bölümde synag netijeleri we synag suratlary bar. Bu gözlegde alnan netijeler DOE çemeleşmesini ulanyp, awtorlaryň öňki işleri bilen hem deňeşdirildi.
Bu gözlegde işlenip düzülen ganatlar raketanyň ýüzüne tarap bükülmelidir. Ganatlar bükülýän ýagdaýdan açylýan ýagdaýa öwrülýär. Munuň üçin ýörite mehanizm işlenip düzüldi. 1-nji suratda raketanyň koordinata ulgamyndaky bükülýän we açylýan konfigurasiýa5 görkezilýär.
2-nji suratda mehanizmiň bölek görnüşi görkezilýär. Mehanizm birnäçe mehaniki böleklerden ybarat: (1) esasy göwde, (2) ganat şafty, (3) podşipnik, (4) gulp göwdesi, (5) gulp wilkasy, (6) duralga ştifti, (7) burulma ýazy we (8) gysyş ýazlary. Ganat şafty (2) gulplaýjy ýeň (4) arkaly burulma ýazyna (7) birikdirilendir. Raketa uçandan soň üç bölek hem bir wagtda aýlanýar. Bu aýlanma hereketi bilen ganatlar soňky ýagdaýyna öwrülýär. Şondan soň, ştift (6) gysyş ýazy (8) tarapyndan herekete getirilýär we ştift göwdesiniň (4)5 tutuş mehanizmini blokirleýär.
Elastik modul (E) we kesiş moduly (G) ýazyň esasy dizaýn parametrleridir. Bu gözlegde, ýaz materialy hökmünde ýokary uglerodly ýaz polat sim (A228 saz simi) saýlanyldy. Beýleki parametrler simiň diametri (d), ortaça spiral diametri (Dm), spirallaryň sany (N) we ýazyň egilmegi (sykyş ýazlary üçin xd we burulma ýazlary üçin θ)26. Sykyş ýazlary \({(SE}_{x})\) we burulma (\({SE}_{\theta}\)) ýazlary üçin saklanan energiýa (1) we (2)26 deňlemelerinden hasaplanyp bilner. (Sykyş ýazy üçin kesiş moduly (G) gymmaty 83.7E9 Pa, burulma ýazy üçin bolsa elastik modul (E) gymmaty 203.4E9 Pa.)
Sistemanyň mehaniki ölçegleri ýazyň geometrik çäklendirmelerini gönüden-göni kesgitleýär. Mundan başga-da, raketanyň ýerleşjek şertleri hem göz öňünde tutulmalydyr. Bu faktorlar ýazyň parametrleriniň çäklerini kesgitleýär. Başga bir möhüm çäklendirme howpsuzlyk faktorydyr. Howpsuzlyk faktorynyň kesgitlemesi Şigli we beýlekiler tarapyndan jikme-jik beýan edilýär.26. Sykyş ýazynyň howpsuzlyk faktory (SFC) rugsat berilýän iň ýokary dartgynlygyň üznüksiz uzynlykdaky dartgynlyga bölünmegi hökmünde kesgitlenýär. SFC deňlemeleri (3), (4), (5) we (6)26 ulanyp hasaplanyp bilner. (Bu gözlegde ulanylan ýaz materialy üçin, \({S}_{sy}=980 MPa\)). F deňlemedäki güýji, KB bolsa 26-nyň Bergstrasser faktoryny görkezýär.
Ýaýyň burulma howpsuzlyk koeffisiýenti (ÝHK) M-iň k-a bölünmegi hökmünde kesgitlenýär. ÝHK (7), (8), (9) we (10)26 deňlemelerinden hasaplanyp bilner. (Bu gözlegde ulanylan material üçin, \({S}_{y}=1600 \mathrm{MPa}\)). Deňlemede M moment üçin, \({k}^{^{\prime}}\) ýazyň yzygiderliligi (moment/aýlanma) üçin we Ki bolsa dartgynlygy düzetmek koeffisiýenti üçin ulanylýar.
Bu gözlegde optimizirlemegiň esasy maksady ýazyň energiýasyny iň ýokary derejä çykarmakdyr. Maksat funksiýasy \(f(X)\) maksimum derejä ýetirýän \(\overrightarrow{\{X\}}\) tapmak üçin düzüldi. \({f}_{1}(X)\) we \({f}_{2}(X)\) degişlilikde gysyş we burulma ýazynyň energiýa funksiýalarydyr. Optimallaşdyrmak üçin ulanylýan hasaplanan üýtgeýänler we funksiýalar aşakdaky deňlemelerde görkezilýär.
Ýaýyň dizaýnyna goýulýan dürli çäklendirmeler aşakdaky deňlemelerde berilýär. (15) we (16) deňlemeler degişlilikde basyş we burulma ýaýlary üçin howpsuzlyk faktorlaryny görkezýär. Bu gözlegde SFC 1,2-den uly ýa-da deň, SFT bolsa θ26-dan uly ýa-da deň bolmaly.
BA arylaryň tozan gözlemek strategiýalaryndan ylham aldy27. Arylar has köp iýmit ýygnaýjylary bereketli tozan meýdanlaryna, has az hasylly tozan meýdanlaryna az iýmit ýygnaýjylary ibermek arkaly gözleýärler. Şeýlelik bilen, ary populýasiýasyndan iň uly netijelilik gazanylýar. Beýleki tarapdan, gözlegçi arylar tozanlaryň täze ýerlerini gözlemegini dowam etdirýärler we öňküden has köp önümli ýerler bar bolsa, köp iýmit ýygnaýjylar bu täze ýere gönükdiriler28. BA iki bölekden ybarat: ýerli gözleg we global gözleg. Ýerli gözleg arylar ýaly iň az golaýdaky has köp jemgyýetleri (elit ýerleri) gözleýär we beýleki ýerleri (optimal ýa-da saýlanan ýerleri) az gözleýär. Global gözleg böleginde tötänleýin gözleg geçirilýär we gowy gymmatlyklar tapylsa, stansiýalar indiki iterasiýada ýerli gözleg bölümine geçirilýär. Algoritm käbir parametrleri öz içine alýar: gözlegçi arylaryň sany (n), ýerli gözleg ýerleriniň sany (m), elit ýerleriň sany (e), elit ýerlerdäki iýmit ýygnaýjylaryň sany (nep), optimal ýerlerdäki iýmit ýygnaýjylaryň sany. Ýer (nsp), goňşuçylygyň ululygy (ngh) we gaýtalanmalaryň sany (I)29. BA psewdokody 3-nji suratda görkezilen.
Algoritm \({g}_{1}(X)\) we \({g}_{2}(X)\) aralygynda işlemäge synanyşýar. Her bir gaýtalamanyň netijesinde, iň gowy gymmatlyklar kesgitlenýär we iň gowy gymmatlyklary almak üçin bu gymmatlyklaryň töwereginde ilat jemlenýär. Çäklendirmeler ýerli we global gözleg bölümlerinde barlanýar. Ýerli gözlegde, eger bu faktorlar laýyk bolsa, energiýa gymmaty hasaplanýar. Eger täze energiýa gymmaty optimal gymmatdan uly bolsa, täze gymmaty optimal gymmata belläň. Eger gözleg netijesinde tapylan iň gowy gymmatlyk häzirki elementden uly bolsa, täze element ýygyndyda goşular. Ýerli gözlegiň blok-diagrammasy 4-nji suratda görkezilen.
Ilatyň sany BA-da esasy parametrleriň biridir. Öňki barlaglardan görnüşi ýaly, ilatyň sanyny köpeltmek zerur bolan gaýtalamalaryň sanyny azaldýar we üstünlik gazanmak ähtimallygyny ýokarlandyrýar. Şeýle-de bolsa, funksional bahalandyrmalaryň sany hem artýar. Elita ýerleriniň köp sanlysynyň bolmagy netijelilige düýpli täsir etmeýär. Elita ýerleriniň sany 030 bolmasa az bolup biler. Skaut arylarynyň sanynyň ululygy (n) adatça 30 bilen 100 arasynda saýlanýar. Bu barlagda degişli sany kesgitlemek üçin 30 we 50 senariýleriň ikisi hem ýerine ýetirildi (2-nji tablisa). Beýleki parametrler ilata baglylykda kesgitlenýär. Saýlanan ýerleriň sany (m) ilatyň sanynyň (takmynan) 25% -ini, saýlanan ýerleriň arasyndaky elita ýerleriniň sany (e) bolsa m-iň 25% -ini düzýär. Iýmitlenýän arylaryň sany (gözlegleriň sany) elita meýdançalary üçin 100 we beýleki ýerli meýdançalar üçin 30 hökmünde saýlanyldy. Goňşuçylyk gözlegi ähli ewolýusiýa algoritmleriniň esasy düşünjesidir. Bu barlagda goňşularyň sanyny azaltmak usuly ulanyldy. Bu usul her iterasiýada belli bir tizlikde goňşuçylygyň ululygyny kiçeldýär. Geljekki iterasiýalarda has takyk gözleg üçin kiçi goňşuçylyk gymmatlyklaryny30 ulanyp bolýar.
Her bir senariýa üçin optimizasiýa algoritminiň gaýtalanmagyny barlamak üçin yzly-yzyna on synag geçirildi. 5-nji suratda 1-nji shema üçin burulma ýazynyň optimizasiýasynyň netijeleri, 6-njy suratda bolsa 2-nji shema üçin görkezilen. Synag maglumatlary 3-nji we 4-nji tablisalarda hem berilýär (sykyş ýazy üçin alnan netijeleri öz içine alýan tablisa Goşmaça Maglumat S1-de). Ary populýasiýa birinji iterasiýada gowy gymmatlyklary gözlemegi güýçlendirýär. 1-nji senariýada käbir synaglaryň netijeleri maksimumdan aşak boldy. 2-nji senariýada populýasiýanyň we beýleki degişli parametrleriň artmagy sebäpli ähli optimizasiýa netijeleriniň maksimuma golaýlaşýandygyny görmek bolýar. 2-nji senariýadaky gymmatlyklaryň algoritm üçin ýeterlikdigini görmek bolýar.
Iterasiýalarda energiýanyň iň ýokary gymmatyny alanda, barlag üçin çäklendirme hökmünde howpsuzlyk faktory hem berilýär. Howpsuzlyk faktory üçin tablisa serediň. BA ulanylyp alnan energiýa gymmatlyklary 5-nji tablisadaky 5 DOE usuly arkaly alnan gymmatlyklar bilen deňeşdirilýär. (Öndürmegiň aňsatlygy üçin, burulma ýazynyň öwrüm sany (N) 4.88-iň ýerine 4.9, gysyş ýazynda bolsa egilme (xd) 7.99 mm-iň ýerine 8 mm.) BA-nyň has gowy netije berýändigini görmek bolýar. BA ähli gymmatlyklary ýerli we global gözlegler arkaly bahalandyrýar. Şeýlelik bilen, ol has köp alternatiwalary çalt synap görüp biler.
Bu gözlegde Adams ganat mehanizminiň hereketini seljermek üçin ulanyldy. Adamsa ilki mehanizmiň 3D modeli berilýär. Soňra öňki bölümde saýlanan parametrler bilen ýazy kesgitleýäris. Mundan başga-da, hakyky seljerme üçin käbir beýleki parametrleri kesgitlemeli. Bularyň arasynda baglanyşyklar, material häsiýetleri, degişme, sürtülme we agyrlyk güýji ýaly fiziki parametrler bar. Pyçak waly bilen podşipnigiň arasynda aýlanýan birleşme bar. 5-6 silindrik birleşme bar. 5-1 sany berk birleşme bar. Esasy göwre alýumin materialdan ýasalýar we berkdirilýär. Galan bölekleriň materialy polatdyr. Materialyň görnüşine baglylykda sürtülme koeffisiýentini, degişme berkligini we sürtülme ýüzüniň aralaşma çuňlugyny saýlaň. (datlanmaýan polat AISI 304) Bu gözlegde möhüm parametr ganat mehanizminiň açylma wagtydyr, ol 200 ms-den az bolmaly. Şonuň üçin seljerme wagtynda ganatyň açylma wagtyna üns beriň.
Adamsyň seljermesiniň netijesinde, ganat mehanizminiň açylyş wagty 74 millisekuntdyr. 1-den 4-e çenli dinamiki simulýasiýa netijeleri 7-nji suratda görkezilen. 5-nji suratdaky birinji surat simulýasiýa başlaýan wagty we ganatlar bükülmek üçin garaşylýan ýagdaýda. (2) Ganat 43 gradus aýlananda ganatyň 40ms-den soňky ýagdaýyny görkezýär. (3) ganatyň 71 millisekuntdan soňky ýagdaýyny görkezýär. Şeýle hem soňky suratda (4) ganatyň öwrülmeginiň soňuny we açyk ýagdaýy görkezilýär. Dinamiki seljerme netijesinde, ganatyň açylýan mehanizminiň 200 ms maksatly gymmatyndan has gysgadygy görüldi. Mundan başga-da, ýazlaryň ölçegleri kesgitlenen mahaly, howpsuzlyk çäkleri edebiýatda maslahat berilýän iň ýokary gymmatlyklardan saýlanyldy.
Ähli dizaýn, optimizasiýa we simulýasiýa barlaglary tamamlanandan soň, mehanizmiň prototipi öndürilip, integrasiýa edildi. Soňra simulýasiýa netijelerini barlamak üçin prototip synagdan geçirildi. Ilki bilen esasy korpus berkidildi we ganatlar gatlandy. Soňra ganatlar gatlanan ýagdaýyndan boşadyldy we ganatlaryň gatlanan ýagdaýyndan açylýan ýagdaýyna öwrülmeginiň wideosy taýýarlanyldy. Wideo ýazgy wagtynda wagty seljermek üçin taýmer hem ulanyldy.
8-nji suratda 1-4 belgili wideo kadrlar görkezilýär. Suratdaky 1-nji kadrlar gatlanan ganatlaryň boşadylan pursatyny görkezýär. Bu pursat t0 wagtyň başlangyç pursaty hasaplanýar. 2-nji we 3-nji kadrlar başlangyç pursatdan 40 ms we 70 ms soň ganatlaryň ýerleşýän ýerlerini görkezýär. 3-nji we 4-nji kadrlary seljerende, ganatyň hereketiniň t0-dan 90 ms soň durnuklaşýandygyny we ganatyň açylmagynyň 70 bilen 90 ms aralygynda tamamlanýandygyny görmek bolýar. Bu ýagdaý simulýasiýa we prototip synaglarynyň hem takmynan birmeňzeş ganat açyş wagtyny berýändigini we dizaýnyň mehanizmiň iş talaplaryna laýyk gelýändigini aňladýar.
Bu makalada, ganatlary bükmek mehanizminde ulanylýan burulma we gysyş ýazlary BA arkaly optimizirlenýär. Parametrlere birnäçe gaýtalama bilen çalt ýetip bolýar. Burulma ýazy 1075 mJ, gysyş ýazy bolsa 37,24 mJ hökmünde bahalandyrylýar. Bu gymmatlyklar öňki DOE barlaglaryndan 40-50% has gowy. Ýaz mehanizme goşulýar we ADAMS programmasynda seljerilýär. Seljerilende, ganatlaryň 74 millisekuntda açylandygy anyklandy. Bu gymmatlyk taslamanyň 200 millisekunt maksadyndan has pes. Soňraky tejribe barlagynda açylma wagtynyň takmynan 90 ms bolandygy ölçeldi. Seljermeler arasyndaky bu 16 millisekunt tapawut programma üpjünçiliginde modelleşdirilmedik daşky gurşaw faktorlaryna bagly bolup biler. Barlagyň netijesinde alnan optimizasiýa algoritminiň dürli ýaz dizaýnlary üçin ulanylyp bilinjekdigine ynanylýar.
Pružina materialy öňünden kesgitlendi we optimizasiýada üýtgeýji hökmünde ulanylmady. Uçarlarda we raketalarda dürli görnüşli pružinalar ulanylýandygy sebäpli, geljekki barlaglarda iň gowy pružina dizaýnyna ýetmek üçin dürli materiallary ulanyp, beýleki görnüşli pružinalary dizaýn etmekde BA ulanylar.
Bu golýazmanyň asyl nusgasydygyny, öň çap edilmändigini we häzirki wagtda başga ýerde çap etmek üçin göz öňünde tutulmaýandygyny yglan edýäris.
Bu gözlegde döredilen ýa-da seljerilen ähli maglumatlar şu çap edilen makalada [we goşmaça maglumat faýlynda] görkezilen.
Min, Z., Kin, VK we Riçard, LJ Uçarlar Aerodinamik konsepsiýanyň düýpli geometrik üýtgeşmeler arkaly döwrebaplaşdyrylmagy. IES J. A bölegi. Siwilizasiýa. kompozisiýa. taslama. 3(3), 188–195 (2010).
Sun, J., Liu, K. we Bhushan, B. Gowşakyň arka ganatyna umumy syn: gurluşy, mehaniki häsiýetleri, mehanizmleri we biologik ylham. J. Mecha. Özüni alyp barş. Biolukmançylyk ylmy. alma mater. 94, 63–73 (2019).
Çen, Z., Ýu, J., Çžan, A. we Çžan, F. Gibrid energiýaly suwasty planer üçin gatlanýan hereketlendiriji mehanizminiň dizaýny we seljermesi. Okean inženerçiligi 119, 125–134 (2016).
Kartik, HS we Prithvi, K. Wertolýotyň gorizontal stabilizatorynyň gatlanýan mehanizminiň dizaýny we seljermesi. içki J. Ing. saklaýyş çelek. tehnologiýasy. (IGERT) 9(05), 110–113 (2020).
Kulunk, Z. we Sahin, M. Eksperimental dizaýn usulyny ulanyp, gatlanýan raketa ganatynyň dizaýnynyň mehaniki parametrlerini optimizirlemek. içerki J. Model. optimizasiýa. 9(2), 108–112 (2019).
Ke, J., Wu, ZY, Liu, YS, Xiang, Z. we Hu, XD Kompozit spiral pružinalaryň dizaýn usuly, öndürijilik barlagy we önümçilik prosesi: Syn. düz. 252, 112747 (2020).
Taktak M., Omheni K., Alui A., Dammak F. we Khaddar M. Burunly ýazlaryň dinamiki dizaýnyny optimizirlemek. Ses üçin ulanylýar. 77, 178–183 (2014).
Paredes, M., Sartor, M., we Mascle, K. Dartgynly ýazlaryň dizaýnyny optimizirlemegiň usuly. kompýuter. usulyň ulanylyşy. fur. taslama. 191(8-10), 783-797 (2001).
Zebdi O., Bouhili R. we Trochu F. Köp maksatly optimizasiýany ulanyp, kompozit spiral ýaýlaryň optimal dizaýny. J. Reinf. plastik. compose. 28 (14), 1713–1732 (2009).
Pawart, HB we Desale, DD Üç tigirli tigirli awtoulagyň öň asma spiral ýazlarynyň optimizasiýasy. proses. öndüriji. 20, 428–433 (2018).
Bahshesh M. we Bahshesh M. Kompozit ýazlar bilen polat spiral ýazlaryň optimizirlenmegi. Internal J. Köpugurly. ylmy. taslama. 3(6), 47–51 (2012).
Çen, L. we beýlekiler. Kompozit spiral ýazlaryň statik we dinamiki işine täsir edýän köp sanly parametrler barada öwreniň. J. Market. saklaýyş bak. 20, 532–550 (2022).
Frank, J. Kompozit spiral ýaýlaryň analizi we optimizasiýasy, PhD dissertasiýasy, Sakramento döwlet uniwersiteti (2020).
Gu, Z., Hou, X. we Ýe, J. Usullaryň utgaşmasyny ulanyp, çyzykly däl spiral pružinalary dizaýn etmek we seljermek usullary: çäkli element analizi, latyn giperkub çäkli nusga almak we genetiki programmirleme. proses. Fur instituty. taslama. CJ Mecha. taslama. ylym. 235(22), 5917–5930 (2021).
Wu, L. we beýlekiler. Sazlanyp bilýän ýaz tizligi uglerod süýümli köp simli spiral ýazlar: dizaýn we mehanizm öwrenmesi. J. Market. saklaýyş çelekleri. 9(3), 5067–5076 (2020).
Patil DS, Mangrulkar KS we Jagtap ST Sykyş spiral ýaýlarynyň agramyny optimizirlemek. içki J. Innov. saklaýyş çelek. Köpugurly. 2(11), 154–164 (2016).
Rahul, MS we Rameshkumar, K. Awtomobil ulanylyşlary üçin spiral pružinalaryň köpugurly optimizasiýasy we sanly simulýasiýasy. Alma mater. Häzirki zaman prosesi. 46. ​​4847–4853 (2021).
Baý, JB we beýlekiler. Iň gowy tejribäni kesgitlemek – Genetiki algoritmleri ulanyp, kompozit spiral gurluşlaryň optimal dizaýny. compose. composition. 268, 113982 (2021).
Şahin, I., Dorterler, M., we Gökçe, H. Sykyş ýazynyň dizaýnynyň minimal göwrümini optimizirlemäge esaslanýan 灰狼 optimizasiýa usulyny ulanmak, Ghazi J. Engineering Science, 3(2), 21–27 (2017).
Aýe, KM, Foldy, N., Yildiz, AR, Burirat, S. we Sait, SM Metawristika heläkçilikleri optimizirlemek üçin köp sanly agentleri ulanýar. içerki J. Veh. dek. 80(2–4), 223–240 (2019).
Ýyldyz, AR we Erdaş, MU Hakyky inženerçilik meseleleriniň ygtybarly dizaýny üçin täze gibrid Taguçi-salpa toparyny optimizirlemek algoritmi. Alma mater. synag. 63(2), 157–162 (2021).
Ýyldyz BS, Foldi N., Burerat S., Ýyldyz AR we Sait SM Täze gibrid çekirdek optimizasiýasy algoritmini ulanyp, robot tutujy mehanizmleriň ygtybarly dizaýny. ekspert. ulgamy. 38(3), e12666 (2021).