AISI 304/304L Stainless steel coil tube komponent kimiku, Ottimizzazzjoni tal-Parametri tar-rebbiegħa tal-ġwienaħ li jintwew bl-użu tal-algoritmu tan-naħal

Grazzi talli żort Nature.com.Qed tuża verżjoni tal-browser b'appoġġ limitat CSS.Għall-aħjar esperjenza, nirrakkomandaw li tuża browser aġġornat (jew tiddiżattiva l-Modalità ta' Kompatibbiltà fl-Internet Explorer).Barra minn hekk, biex niżguraw appoġġ kontinwu, aħna nuru s-sit mingħajr stili u JavaScript.
Sliders li juru tliet artikoli għal kull slide.Uża l-buttuni ta 'wara u li jmiss biex timxi permezz tal-pjastri, jew il-buttuni tal-kontrollur tas-slajds fl-aħħar biex tiċċaqlaq minn kull slide.

AISI 304/304L Stainless steel tubi kkoljati kapillari

Il-coil ta 'l-istainless steel AISI 304 huwa prodott għal kull skop b'reżistenza eċċellenti u huwa adattat għal varjetà wiesgħa ta' applikazzjonijiet li jeħtieġu formabbiltà u weldjabbiltà tajba.

Sheye Metal ħażniet 304 coils fi ħxuna ta '0.3mm sa 16mm u finitura 2B, finitura BA, finitura Nru.4 huma dejjem disponibbli.

Minbarra t-tliet tipi ta 'uċuħ, 304 coil tal-istainless steel jista' jitwassal b'varjetà ta 'finituri tal-wiċċ.Grad 304 stainless fih kemm Cr (ġeneralment 18%) u nikil (ġeneralment 8%) metalli bħala l-kostitwenti ewlenin mhux tal-ħadid.

Dan it-tip ta 'coils huwa azzar li ma jissaddadx tipikament awstenitiku, jappartjeni għall-familja standard ta' l-istainless steel Cr-Ni.

Huma tipikament użati għal oġġetti tad-dar u tal-konsumatur, tagħmir tal-kċina, kisi ta 'ġewwa u ta' barra, poġġamani, u frejms tat-twieqi, tagħmir tal-industrija tal-ikel u xorb, tankijiet tal-ħażna.

F'dan l-istudju, id-disinn tal-molol tat-torsjoni u tal-kompressjoni tal-mekkaniżmu tat-tiwi tal-ġwienaħ użat fir-rokit huwa meqjus bħala problema ta 'ottimizzazzjoni.Wara li r-rokit iħalli t-tubu tat-tnedija, il-ġwienaħ magħluqa għandhom jinfetħu u jiġu assigurati għal ċertu ammont ta 'żmien.L-għan tal-istudju kien li jimmassimizza l-enerġija maħżuna fil-molol sabiex il-ġwienaħ ikunu jistgħu jinfetħu fl-iqsar żmien possibbli.F'dan il-każ, l-ekwazzjoni tal-enerġija fiż-żewġ pubblikazzjonijiet kienet definita bħala l-funzjoni oġġettiva fil-proċess ta 'ottimizzazzjoni.Id-dijametru tal-wajer, id-dijametru tal-coil, in-numru ta 'coils, u l-parametri tad-deflessjoni meħtieġa għad-disinn tar-rebbiegħa ġew definiti bħala varjabbli ta' ottimizzazzjoni.Hemm limiti ġeometriċi fuq il-varjabbli minħabba d-daqs tal-mekkaniżmu, kif ukoll limiti fuq il-fattur tas-sigurtà minħabba t-tagħbija li tinġarr mill-molol.L-algoritmu tan-naħal (BA) intuża biex issolvi din il-problema ta 'ottimizzazzjoni u jwettaq id-disinn tar-rebbiegħa.Il-valuri tal-enerġija miksuba bil-BA huma superjuri għal dawk miksuba minn studji preċedenti tad-Disinn tal-Esperimenti (DOE).Molol u mekkaniżmi ddisinjati bl-użu tal-parametri miksuba mill-ottimizzazzjoni ġew analizzati l-ewwel fil-programm ADAMS.Wara dan, twettqu testijiet sperimentali bl-integrazzjoni tal-molol manifatturati f'mekkaniżmi reali.Bħala riżultat tat-test, ġie osservat li l-ġwienaħ infetħu wara madwar 90 millisekondi.Dan il-valur huwa ferm taħt il-mira tal-proġett ta '200ms.Barra minn hekk, id-differenza bejn ir-riżultati analitiċi u sperimentali hija biss 16 ms.
F'inġenji tal-ajru u vetturi tal-baħar, il-mekkaniżmi tat-tiwi huma kritiċi.Dawn is-sistemi jintużaw fil-modifiki u l-konverżjonijiet tal-inġenji tal-ajru biex itejbu l-prestazzjoni u l-kontroll tat-titjira.Skont il-mod tat-titjira, il-ġwienaħ jintwew u jiżvolġu b'mod differenti biex jitnaqqas l-impatt aerodinamiku1.Din is-sitwazzjoni tista’ titqabbel mal-movimenti tal-ġwienaħ ta’ xi għasafar u insetti waqt it-titjira u l-għadis ta’ kuljum.Bl-istess mod, gliders jintwew u jiżvolġu f'submersibles biex inaqqsu l-effetti idrodinamiċi u jimmassimizzaw l-immaniġġjar3.Għan ieħor ta' dawn il-mekkaniżmi huwa li jipprovdu vantaġġi volumetriċi lil sistemi bħat-tiwi ta' skrun tal-ħelikopter 4 għall-ħażna u t-trasport.Il-ġwienaħ tar-rokit jintewa wkoll 'l isfel biex jitnaqqas l-ispazju tal-ħażna.Għalhekk, aktar missili jistgħu jitqiegħdu fuq żona iżgħar tal-lanċjar 5. Il-komponenti li jintużaw b'mod effettiv fit-tiwi u l-iżvolġiment huma normalment molol.Fil-mument tat-tiwi, l-enerġija hija maħżuna fiha u rilaxxata fil-mument tat-tiwi.Minħabba l-istruttura flessibbli tagħha, l-enerġija maħżuna u rilaxxata huma ugwalizzati.Ir-rebbiegħa hija prinċipalment iddisinjata għas-sistema, u dan id-disinn jippreżenta problema ta 'ottimizzazzjoni6.Għax filwaqt li tinkludi diversi varjabbli bħal dijametru tal-wajer, dijametru tal-coil, numru ta’ dawriet, angolu tal-helix u tip ta’ materjal, hemm ukoll kriterji bħal massa, volum, distribuzzjoni minima tal-istress jew disponibbiltà massima tal-enerġija7.
Dan l-istudju jitfa' dawl fuq id-disinn u l-ottimizzazzjoni tal-molol għall-mekkaniżmi tat-tiwi tal-ġwienaħ użati fis-sistemi rokit.Li tkun ġewwa t-tubu tat-tnedija qabel it-titjira, il-ġwienaħ jibqgħu mitwija fuq il-wiċċ tar-rokit, u wara li joħorġu mit-tubu tat-tnedija, jinfetħu għal ċertu żmien u jibqgħu ppressati mal-wiċċ.Dan il-proċess huwa kritiku għall-funzjonament tajjeb tar-rokit.Fil-mekkaniżmu tat-tiwi żviluppat, il-ftuħ tal-ġwienaħ jitwettaq minn molol tat-torsjoni, u l-illokkjar jitwettaq minn molol ta 'kompressjoni.Biex tiddisinja rebbiegħa adattata, għandu jitwettaq proċess ta 'ottimizzazzjoni.Fi ħdan l-ottimizzazzjoni tar-rebbiegħa, hemm diversi applikazzjonijiet fil-letteratura.
Paredes et al.8 iddefinixxew il-fattur massimu tal-ħajja tal-għeja bħala funzjoni oġġettiva għad-disinn ta 'molol helical u użaw il-metodu kważi Newtonjan bħala metodu ta' ottimizzazzjoni.Varjabbli fl-ottimizzazzjoni ġew identifikati bħala dijametru tal-wajer, dijametru tal-coil, numru ta 'dawriet, u tul tar-rebbiegħa.Parametru ieħor tal-istruttura tar-rebbiegħa huwa l-materjal li minnu huwa magħmul.Għalhekk, dan tqies fl-istudji tad-disinn u l-ottimizzazzjoni.Zebdi et al.9 stabbilixxew miri ta 'ebusija massima u piż minimu fil-funzjoni oġġettiva fl-istudju tagħhom, fejn il-fattur tal-piż kien sinifikanti.F'dan il-każ, iddefinixxew il-materjal tar-rebbiegħa u l-proprjetajiet ġeometriċi bħala varjabbli.Huma jużaw algoritmu ġenetiku bħala metodu ta 'ottimizzazzjoni.Fl-industrija tal-karozzi, il-piż tal-materjali huwa utli f'ħafna modi, mill-prestazzjoni tal-vettura sal-konsum tal-fjuwil.Il-minimizzazzjoni tal-piż waqt l-ottimizzazzjoni tal-molol coil għas-sospensjoni hija studju magħruf10.Bahshesh u Bahshesh11 identifikaw materjali bħal E-glass, karbonju u Kevlar bħala varjabbli fix-xogħol tagħhom fl-ambjent ANSYS bil-għan li jiksbu piż minimu u saħħa massima tat-tensjoni f'diversi disinji komposti tar-rebbiegħa ta 'sospensjoni.Il-proċess tal-manifattura huwa kritiku fl-iżvilupp ta 'molol komposti.Għalhekk, diversi varjabbli jidħlu fis-seħħ fi problema ta 'ottimizzazzjoni, bħall-metodu ta' produzzjoni, il-passi meħuda fil-proċess, u s-sekwenza ta 'dawk il-passi12,13.Meta jiġu ddisinjati molol għal sistemi dinamiċi, għandhom jitqiesu l-frekwenzi naturali tas-sistema.Huwa rakkomandat li l-ewwel frekwenza naturali tar-rebbiegħa tkun mill-inqas 5-10 darbiet il-frekwenza naturali tas-sistema biex tiġi evitata resonance14.Taktak et al.7 iddeċieda li jimminimizza l-massa tar-rebbiegħa u jimmassimizza l-ewwel frekwenza naturali bħala funzjonijiet oġġettivi fid-disinn tar-rebbiegħa tal-coil.Huma użaw metodi ta 'tfittxija tal-mudell, punt ta' ġewwa, sett attiv, u algoritmi ġenetiċi fl-għodda ta 'ottimizzazzjoni Matlab.Ir-riċerka analitika hija parti mir-riċerka tad-disinn tar-rebbiegħa, u l-Metodu tal-Elementi Finiti huwa popolari f'dan il-qasam15.Patil et al.16 żviluppaw metodu ta 'ottimizzazzjoni biex jitnaqqas il-piż ta' rebbiegħa helical ta 'kompressjoni bl-użu ta' proċedura analitika u ttestjaw l-ekwazzjonijiet analitiċi bl-użu tal-metodu tal-element finit.Kriterju ieħor biex tiżdied l-utilità ta 'molla hija ż-żieda fl-enerġija li tista' taħżen.Dan il-każ jiżgura wkoll li r-rebbiegħa żżomm l-utilità tagħha għal perjodu twil ta 'żmien.Rahul u Rameshkumar17 Jfittxu li jnaqqsu l-volum tar-rebbiegħa u jżidu l-enerġija tat-tensjoni fid-disinji tar-rebbiegħa tal-coil tal-karozzi.Huma użaw ukoll algoritmi ġenetiċi fir-riċerka tal-ottimizzazzjoni.
Kif wieħed jista 'jara, il-parametri fl-istudju ta' ottimizzazzjoni jvarjaw minn sistema għal sistema.B'mod ġenerali, l-ebusija u l-parametri tal-istress shear huma importanti f'sistema fejn it-tagħbija li ġġorr hija l-fattur determinanti.L-għażla tal-materjal hija inkluża fis-sistema tal-limitu tal-piż b'dawn iż-żewġ parametri.Min-naħa l-oħra, il-frekwenzi naturali huma kkontrollati biex jiġu evitati reżonanzi f'sistemi dinamiċi ħafna.F'sistemi fejn l-utilità hija importanti, l-enerġija hija massimizzata.Fi studji ta 'ottimizzazzjoni, għalkemm il-FEM jintuża għal studji analitiċi, wieħed jista' jara li algoritmi metaheuristic bħall-algoritmu ġenetiku14,18 u l-algoritmu tal-lupu griż19 jintużaw flimkien mal-metodu Newton klassiku f'firxa ta 'ċerti parametri.Ġew żviluppati algoritmi metaheuristiċi bbażati fuq metodi ta 'adattament naturali li jersqu lejn l-istat ottimali f'perjodu qasir ta' żmien, speċjalment taħt l-influwenza tal-popolazzjoni20,21.B'distribuzzjoni każwali tal-popolazzjoni fiż-żona tat-tfittxija, jevitaw l-ottimi lokali u jimxu lejn l-ottimi globali22.Għalhekk, f’dawn l-aħħar snin spiss intużat fil-kuntest ta’ problemi industrijali reali23,24.
Il-każ kritiku għall-mekkaniżmu tat-tiwi żviluppat f'dan l-istudju huwa li l-ġwienaħ, li kienu fil-pożizzjoni magħluqa qabel it-titjira, jiftħu ċertu żmien wara li jħallu t-tubu.Wara dan, l-element ta 'qfil jimblokka l-ġwienaħ.Għalhekk, il-molol ma jaffettwawx direttament id-dinamika tat-titjira.F'dan il-każ, l-għan tal-ottimizzazzjoni kien li timmassimizza l-enerġija maħżuna biex tħaffef il-moviment tar-rebbiegħa.Dijametru tar-rombli, dijametru tal-wajer, numru ta 'rombli u deflessjoni ġew definiti bħala parametri ta' ottimizzazzjoni.Minħabba d-daqs żgħir tar-rebbiegħa, il-piż ma kienx ikkunsidrat bħala għan.Għalhekk, it-tip ta 'materjal huwa definit bħala fiss.Il-marġini ta 'sigurtà għal deformazzjonijiet mekkaniċi huwa determinat bħala limitazzjoni kritika.Barra minn hekk, restrizzjonijiet ta' daqs varjabbli huma involuti fl-ambitu tal-mekkaniżmu.Il-metodu metaheuristic BA ġie magħżul bħala l-metodu ta 'ottimizzazzjoni.BA kienet iffavorita għall-istruttura flessibbli u sempliċi tagħha, u għall-avvanzi tagħha fir-riċerka dwar l-ottimizzazzjoni mekkanika25.Fit-tieni parti tal-istudju, espressjonijiet matematiċi dettaljati huma inklużi fil-qafas tad-disinn bażiku u d-disinn tar-rebbiegħa tal-mekkaniżmu tat-tiwi.It-tielet parti fiha l-algoritmu tal-ottimizzazzjoni u r-riżultati tal-ottimizzazzjoni.Il-Kapitolu 4 iwettaq analiżi fil-programm ADAMS.L-adegwatezza tal-molol hija analizzata qabel il-produzzjoni.L-aħħar taqsima fiha riżultati sperimentali u stampi tat-test.Ir-riżultati miksuba fl-istudju tqabblu wkoll max-xogħol preċedenti tal-awturi li użaw l-approċċ DOE.
Il-ġwienaħ żviluppati f'dan l-istudju għandhom jintwew lejn il-wiċċ tar-rokit.Il-ġwienaħ iduru minn pożizzjoni mitwija għal pożizzjoni mhux mitwija.Għal dan, ġie żviluppat mekkaniżmu speċjali.Fuq il-fig.1 turi l-konfigurazzjoni mitwija u mhux mitwija5 fis-sistema ta 'koordinati rokit.
Fuq il-fig.2 turi veduta sezzjonali tal-mekkaniżmu.Il-mekkaniżmu jikkonsisti f'diversi partijiet mekkaniċi: (1) korp prinċipali, (2) xaft tal-ġwienaħ, (3) bearing, (4) korp lock, (5) bush lock, (6) stop pin, (7) molla tat-torsjoni u ( 8 ) molol tal-kompressjoni.Ix-xaft tal-ġwienaħ (2) huwa mqabbad mar-rebbiegħa tat-torsjoni (7) permezz tal-kmiem tal-qfil (4).It-tliet partijiet iduru simultanjament wara li r-rokit jitlaq.B'dan il-moviment rotazzjonali, il-ġwienaħ iduru għall-pożizzjoni finali tagħhom.Wara dan, il-pin (6) jiġi attwat mir-rebbiegħa tal-kompressjoni (8), u b'hekk jimblokka l-mekkaniżmu kollu tal-korp tal-qfil (4)5.
Modulu elastiku (E) u modulu ta 'shear (G) huma parametri ewlenin tad-disinn tar-rebbiegħa.F'dan l-istudju, wajer ta 'l-azzar tar-rebbiegħa tal-karbonju għoli (Wajer tal-mużika ASTM A228) intgħażel bħala l-materjal tar-rebbiegħa.Parametri oħra huma dijametru tal-wajer (d), dijametru medju tal-coil (Dm), numru ta 'coils (N) u deflessjoni tar-rebbiegħa (xd għal molol ta' kompressjoni u θ għal molol tat-torsjoni)26.L-enerġija maħżuna għal molol tal-kompressjoni \({(SE}_{x})\) u molol tat-torsjoni (\({SE}_{\theta}\)) jistgħu jiġu kkalkulati mill-ekwazzjoni.(1) u (2)26.(Il-valur tal-modulu ta 'shear (G) għar-rebbiegħa tal-kompressjoni huwa 83.7E9 Pa, u l-valur tal-modulu elastiku (E) għar-rebbiegħa tat-torsjoni huwa 203.4E9 Pa.)
Id-dimensjonijiet mekkaniċi tas-sistema jiddeterminaw direttament ir-restrizzjonijiet ġeometriċi tar-rebbiegħa.Barra minn hekk, għandhom jitqiesu wkoll il-kundizzjonijiet li fihom se jkun jinsab ir-rokit.Dawn il-fatturi jiddeterminaw il-limiti tal-parametri tar-rebbiegħa.Limitazzjoni importanti oħra hija l-fattur tas-sigurtà.Id-definizzjoni ta' fattur ta' sikurezza hija deskritta fid-dettall minn Shigley et al.26.Il-fattur tas-sigurtà tar-rebbiegħa tal-kompressjoni (SFC) huwa definit bħala l-istress massimu permissibbli diviż bl-istress fuq it-tul kontinwu.SFC jista' jiġi kkalkulat bl-użu ta' ekwazzjonijiet.(3), (4), (5) u (6)26.(Għall-materjal tar-rebbiegħa użat f'dan l-istudju, \({S}_{sy}=980 MPa\)).F jirrappreżenta l-forza fl-ekwazzjoni u KB jirrappreżenta l-fattur Bergstrasser ta '26.
Il-fattur tas-sigurtà tat-torsjoni ta' molla (SFT) huwa definit bħala M diviż b'k.SFT jista' jiġi kkalkulat mill-ekwazzjoni.(7), (8), (9) u (10)26.(Għall-materjal użat f'dan l-istudju, \({S}_{y}=1600 \mathrm{MPa}\)).Fl-ekwazzjoni, M jintuża għat-torque, \({k}^{^{\prime}}\) jintuża għall-kostanti tar-rebbiegħa (torque/rotazzjoni), u Ki jintuża għall-fattur ta 'korrezzjoni tal-istress.
L-għan ewlieni ta 'ottimizzazzjoni f'dan l-istudju huwa li timmassimizza l-enerġija tar-rebbiegħa.Il-funzjoni oġġettiva hija fformulata biex issib \(\overrightarrow{\{X\}}\) li timmassimizza \(f(X)\).\({f}_{1}(X)\) u \({f}_{2}(X)\) huma l-funzjonijiet tal-enerġija tar-rebbiegħa tal-kompressjoni u tat-torsjoni, rispettivament.Il-varjabbli kkalkulati u l-funzjonijiet użati għall-ottimizzazzjoni huma murija fl-ekwazzjonijiet li ġejjin.
Ir-restrizzjonijiet varji mqiegħda fuq id-disinn tar-rebbiegħa huma mogħtija fl-ekwazzjonijiet li ġejjin.L-ekwazzjonijiet (15) u (16) jirrappreżentaw il-fatturi tas-sigurtà għall-kompressjoni u l-molol tat-torsjoni, rispettivament.F'dan l-istudju, SFC għandu jkun akbar minn jew ugwali għal 1.2 u SFT għandu jkun akbar minn jew ugwali għal θ26.
BA kienet ispirata mill-istrateġiji tan-naħal li jfittxu l-polline27.In-naħal ifittxu billi jibagħtu aktar ħarta lejn għelieqi tal-polline fertili u anqas għalf lejn għelieqi tal-polline inqas fertili.Għalhekk, tinkiseb l-akbar effiċjenza mill-popolazzjoni tan-naħal.Mill-banda l-oħra, in-naħal tal-iscout ikomplu jfittxu żoni ġodda ta’ polline, u jekk ikun hemm żoni produttivi aktar minn qabel, ħafna dawk li jsellfu jkunu diretti lejn din iż-żona ġdida28.BA jikkonsisti f'żewġ partijiet: tfittxija lokali u tfittxija globali.Tfittxija lokali tfittex aktar komunitajiet qrib il-minimu (siti elite), bħan-naħal, u inqas fuq siti oħra (siti ottimali jew dehru).Tfittxija arbitrarja titwettaq fil-parti tat-tfittxija globali, u jekk jinstabu valuri tajbin, l-istazzjonijiet jitmexxew għall-parti tat-tfittxija lokali fl-iterazzjoni li jmiss.L-algoritmu fih xi parametri: in-numru ta 'naħal scout (n), in-numru ta' siti ta 'tfittxija lokali (m), in-numru ta' siti elite (e), in-numru ta 'forgers f'siti ta' elite (nep), in-numru ta 'forgers f' żoni ottimali.Sit (nsp), daqs tal-viċinat (ngh), u numru ta’ iterazzjonijiet (I)29.Il-psewdokodiċi BA jidher fil-Figura 3.
L-algoritmu jipprova jaħdem bejn \({g}_{1}(X)\) u \({g}_{2}(X)\).Bħala riżultat ta 'kull iterazzjoni, l-aħjar valuri huma determinati u popolazzjoni tinġabar madwar dawn il-valuri f'tentattiv biex jinkisbu l-aħjar valuri.Ir-restrizzjonijiet huma kkontrollati fit-taqsimiet tat-tiftix lokali u globali.Fi tfittxija lokali, jekk dawn il-fatturi huma xierqa, il-valur tal-enerġija jiġi kkalkulat.Jekk il-valur tal-enerġija l-ġdid huwa akbar mill-valur ottimali, assenja l-valur il-ġdid għall-valur ottimali.Jekk l-aħjar valur misjub fir-riżultat tat-tfittxija huwa akbar mill-element attwali, l-element il-ġdid jiġi inkluż fil-ġbir.Id-dijagramma blokk tat-tfittxija lokali tidher fil-Figura 4.
Il-popolazzjoni hija waħda mill-parametri ewlenin f'BA.Wieħed jista 'jara minn studji preċedenti li l-espansjoni tal-popolazzjoni tnaqqas in-numru ta' iterazzjonijiet meħtieġa u żżid il-probabbiltà ta 'suċċess.Madankollu, in-numru ta' valutazzjonijiet funzjonali qed jiżdied ukoll.Il-preżenza ta 'numru kbir ta' siti elite ma taffettwax il-prestazzjoni b'mod sinifikanti.In-numru ta 'siti elite jista' jkun baxx jekk ma jkunx żero30.Id-daqs tal-popolazzjoni tan-naħal tal-iscout (n) normalment jintgħażel bejn 30 u 100. F'dan l-istudju, kemm 30 kif ukoll 50 xenarju tmexxew biex jiddeterminaw in-numru xieraq (Tabella 2).Parametri oħra huma determinati skont il-popolazzjoni.In-numru ta 'siti magħżula (m) huwa (madwar) 25% tad-daqs tal-popolazzjoni, u n-numru ta' siti elite (e) fost is-siti magħżula huwa 25% ta 'm.In-numru ta' naħal li jitimgħu (numru ta' tfittxijiet) intgħażel biex ikun 100 għal plottijiet elite u 30 għal plottijiet lokali oħra.It-tfittxija fil-viċinat hija l-kunċett bażiku tal-algoritmi evoluttivi kollha.F'dan l-istudju, intuża l-metodu tapering neighbors.Dan il-metodu jnaqqas id-daqs tal-viċinat b'ċerta rata matul kull iterazzjoni.F'iterazzjonijiet futuri, valuri tal-viċinat iżgħar30 jistgħu jintużaw għal tfittxija aktar preċiża.
Għal kull xenarju, saru għaxar testijiet konsekuttivi biex tiġi vverifikata r-riproduċibbiltà tal-algoritmu tal-ottimizzazzjoni.Fuq il-fig.5 juri r-riżultati tal-ottimizzazzjoni tar-rebbiegħa tat-torsjoni għall-iskema 1, u fil-fig.6 – għall-iskema 2. Id-dejta tat-test tingħata wkoll fit-tabelli 3 u 4 (tabella li fiha r-riżultati miksuba għar-rebbiegħa tal-kompressjoni tinsab fl-Informazzjoni Supplimentari S1).Il-popolazzjoni tan-naħal tintensifika t-tfittxija għal valuri tajbin fl-ewwel iterazzjoni.Fix-xenarju 1, ir-riżultati ta 'xi testijiet kienu taħt il-massimu.Fix-Xenarju 2, wieħed jista 'jara li r-riżultati kollha tal-ottimizzazzjoni qed joqorbu lejn il-massimu minħabba ż-żieda fil-popolazzjoni u parametri rilevanti oħra.Wieħed jista 'jara li l-valuri fix-Xenarju 2 huma biżżejjed għall-algoritmu.
Meta jinkiseb il-valur massimu tal-enerġija f'iterazzjonijiet, jiġi pprovdut ukoll fattur ta' sikurezza bħala restrizzjoni għall-istudju.Ara t-tabella għall-fattur tas-sigurtà.Il-valuri tal-enerġija miksuba bl-użu tal-BA huma mqabbla ma 'dawk miksuba bl-użu tal-metodu 5 DOE fit-Tabella 5. (Għal faċilità tal-manifattura, in-numru ta' dawriet (N) tar-rebbiegħa tat-torsjoni huwa 4.9 minflok 4.88, u d-deflessjoni (xd) ) huwa 8 mm minflok 7.99 mm fir-rebbiegħa tal-kompressjoni.) Wieħed jista 'jara li BA huwa Riżultat aħjar.BA jevalwa l-valuri kollha permezz ta 'lokki lokali u globali.Dan il-mod jista 'jipprova aktar alternattivi aktar malajr.
F'dan l-istudju, Adams intuża biex janalizza l-moviment tal-mekkaniżmu tal-ġwienaħ.Adams l-ewwel jingħata mudell 3D tal-mekkaniżmu.Imbagħad iddefinixxi rebbiegħa bil-parametri magħżula fit-taqsima preċedenti.Barra minn hekk, jeħtieġ li jiġu definiti xi parametri oħra għall-analiżi attwali.Dawn huma parametri fiżiċi bħal konnessjonijiet, proprjetajiet materjali, kuntatt, frizzjoni u gravità.Hemm ġonta li jdur bejn ix-xaft tax-xafra u l-bearing.Hemm 5-6 ġonot ċilindriċi.Hemm 5-1 ġonot fissi.Il-korp ewlieni huwa magħmul minn materjal tal-aluminju u fiss.Il-materjal tal-bqija tal-partijiet huwa l-azzar.Agħżel il-koeffiċjent tal-frizzjoni, l-ebusija tal-kuntatt u l-fond tal-penetrazzjoni tal-wiċċ tal-frizzjoni skont it-tip ta 'materjal.(azzar li ma jissaddadx AISI 304) F'dan l-istudju, il-parametru kritiku huwa l-ħin tal-ftuħ tal-mekkaniżmu tal-ġwienaħ, li għandu jkun inqas minn 200 ms.Għalhekk, żomm għajnejk fuq il-ħin tal-ftuħ tal-ġwienaħ waqt l-analiżi.
Bħala riżultat tal-analiżi ta 'Adams, il-ħin tal-ftuħ tal-mekkaniżmu tal-ġwienaħ huwa 74 millisekondi.Ir-riżultati ta 'simulazzjoni dinamika minn 1 sa 4 huma murija fil-Figura 7. L-ewwel stampa fil-Figura.5 huwa l-ħin tal-bidu tas-simulazzjoni u l-ġwienaħ huma fil-pożizzjoni ta 'stennija għat-tiwi.(2) Juri l-pożizzjoni tal-ġwienaħ wara 40ms meta l-ġwienaħ idawwar 43 grad.(3) turi l-pożizzjoni tal-ġwienaħ wara 71 millisekondi.Ukoll fl-aħħar stampa (4) turi t-tmiem tad-dawra tal-ġwienaħ u l-pożizzjoni miftuħa.Bħala riżultat ta 'analiżi dinamika, ġie osservat li l-mekkaniżmu tal-ftuħ tal-ġwienaħ huwa iqsar b'mod sinifikanti mill-valur immirat ta' 200 ms.Barra minn hekk, meta d-daqs tal-molol, il-limiti tas-sikurezza ntgħażlu mill-ogħla valuri rrakkomandati fil-letteratura.
Wara t-tlestija tal-istudji kollha tad-disinn, ottimizzazzjoni u simulazzjoni, prototip tal-mekkaniżmu ġie manifatturat u integrat.Il-prototip imbagħad ġie ttestjat biex jivverifika r-riżultati tas-simulazzjoni.L-ewwel waħħal il-qoxra prinċipali u itwi l-ġwienaħ.Imbagħad il-ġwienaħ ġew rilaxxati mill-pożizzjoni mitwija u sar vidjo tar-rotazzjoni tal-ġwienaħ mill-pożizzjoni mitwija għal dik skjerata.It-tajmer intuża wkoll biex janalizza l-ħin waqt ir-reġistrazzjoni tal-vidjo.
Fuq il-fig.8 juri frejms tal-vidjo nnumerati 1-4.In-numru tal-qafas 1 fil-figura juri l-mument tar-rilaxx tal-ġwienaħ mitwija.Dan il-mument huwa meqjus bħala l-mument inizjali tal-ħin t0.Gwarniċi 2 u 3 juru l-pożizzjonijiet tal-ġwienaħ 40 ms u 70 ms wara l-mument inizjali.Meta jiġu analizzati l-frejms 3 u 4, wieħed jista 'jara li l-moviment tal-ġwienaħ jistabbilizza 90 ms wara t0, u l-ftuħ tal-ġwienaħ jitlesta bejn 70 u 90 ms.Din is-sitwazzjoni tfisser li kemm is-simulazzjoni kif ukoll l-ittestjar tal-prototip jagħtu bejn wieħed u ieħor l-istess ħin ta 'skjerament tal-ġwienaħ, u d-disinn jissodisfa r-rekwiżiti tal-prestazzjoni tal-mekkaniżmu.
F'dan l-artikolu, il-molol tat-torsjoni u tal-kompressjoni użati fil-mekkaniżmu tat-tiwi tal-ġwienaħ huma ottimizzati bl-użu ta 'BA.Il-parametri jistgħu jintlaħqu malajr bi ftit iterazzjonijiet.Ir-rebbiegħa tat-torsjoni hija stmata għal 1075 mJ u r-rebbiegħa tal-kompressjoni hija ratata għal 37.24 mJ.Dawn il-valuri huma 40-50% aħjar minn studji DOE preċedenti.Ir-rebbiegħa hija integrata fil-mekkaniżmu u analizzata fil-programm ADAMS.Meta ġew analizzati, instab li l-ġwienaħ fetħu fi żmien 74 millisekondi.Dan il-valur huwa ferm taħt il-mira tal-proġett ta '200 millisekondi.Fi studju sperimentali sussegwenti, il-ħin tax-xgħel tkejjel bħala madwar 90 ms.Din id-differenza ta' 16-il millisekonda bejn l-analiżi tista' tkun dovuta għal fatturi ambjentali mhux immudellati fis-softwer.Huwa maħsub li l-algoritmu ta 'ottimizzazzjoni miksub bħala riżultat tal-istudju jista' jintuża għal diversi disinji tar-rebbiegħa.
Il-materjal tar-rebbiegħa kien predefinit u ma kienx użat bħala varjabbli fl-ottimizzazzjoni.Peress li ħafna tipi differenti ta 'molol jintużaw f'inġenji tal-ajru u rokits, BA se tiġi applikata biex tiddisinja tipi oħra ta' molol bl-użu ta 'materjali differenti biex jinkiseb l-aħjar disinn tar-rebbiegħa f'riċerka futura.
Aħna niddikjaraw li dan il-manuskritt huwa oriġinali, ma ġiex ippubblikat qabel, u bħalissa mhux qed jiġi kkunsidrat għall-pubblikazzjoni x'imkien ieħor.
Id-dejta kollha ġġenerata jew analizzata f'dan l-istudju hija inkluża f'dan l-artikolu ppubblikat [u fajl ta' informazzjoni addizzjonali].
Min, Z., Kin, VK u Richard, LJ Aircraft Modernizzazzjoni tal-kunċett tal-airfoil permezz ta 'bidliet ġeometriċi radikali.IES J. Parti A Ċiviltà.kompost.proġett.3(3), 188–195 (2010).
Sun, J., Liu, K. u Bhushan, B. Ħarsa ġenerali lejn il-ġwienaħ ta 'wara tal-ħanfusa: struttura, proprjetajiet mekkaniċi, mekkaniżmi u ispirazzjoni bijoloġika.J. Mecha.Imġieba.Xjenza Bijomedika.alma mater.94, 63–73 (2019).
Chen, Z., Yu, J., Zhang, A., u Zhang, F. Disinn u analiżi ta 'mekkaniżmu ta' propulsjoni li jintwew għal glider taħt l-ilma li jaħdem ibridu.Ocean Engineering 119, 125–134 (2016).
Kartik, HS u Prithvi, K. Disinn u Analiżi ta 'Mekkaniżmu tat-Tiwi ta' Stabbilizzatur Orizzontali tal-ħelikopter.intern J. Ing.tank tal-ħażna.teknoloġiji.(IGERT) 9(05), 110–113 (2020).
Kulunk, Z. u Sahin, M. Ottimizzazzjoni tal-parametri mekkaniċi ta 'disinn ta' ġwienaħ rokit li jintwew bl-użu ta 'approċċ ta' disinn ta 'esperiment.intern J. Mudell.ottimizzazzjoni.9(2), 108–112 (2019).
Ke, J., Wu, ZY, Liu, YS, Xiang, Z. & Hu, Metodu tad-Disinn XD, Studju tal-Prestazzjoni, u Proċess ta 'Manifattura ta' Molol Coil Komposti: Reviżjoni.tikkomponi.kompost.252, 112747 (2020).
Taktak M., Omheni K., Alui A., Dammak F. u Khaddar M. Ottimizzazzjoni tad-disinn dinamiku tal-molol coil.Applika għall-ħoss.77, 178–183 (2014).
Paredes, M., Sartor, M., u Mascle, K. Proċedura għall-ottimizzazzjoni tad-disinn tal-molol tat-tensjoni.kompjuter.applikazzjoni tal-metodu.pil.proġett.191(8-10), 783-797 (2001).
Zebdi O., Bouhili R. u Trochu F. Disinn ottimali ta 'molol helical komposti bl-użu ta' ottimizzazzjoni multi-objettiv.J. Reinf.plastik.tikkomponi.28 (14), 1713–1732 (2009).
Pawart, HB u Desale, DD Ottimizzazzjoni tal-molol tal-koljaturi tas-sospensjoni ta 'quddiem tat-triċiklu.proċess.manifattur.20, 428–433 (2018).
Bahshesh M. u Bahshesh M. Ottimizzazzjoni ta 'molol coil tal-azzar b'molol kompost.intern J. Multidixxiplinari.ix-xjenza.proġett.3(6), 47–51 (2012).
Chen, L. et al.Tgħallem dwar il-parametri multipli li jaffettwaw il-prestazzjoni statika u dinamika tal-molol tal-koljaturi komposti.J. Suq.tank tal-ħażna.20, 532–550 (2022).
Frank, J. Analiżi u Ottimizzazzjoni ta' Molol Helical Komposti, Teżi tal-PhD, Sacramento State University (2020).
Gu, Z., Hou, X. u Ye, J. Metodi għad-disinn u l-analiżi ta 'molol helical mhux lineari bl-użu ta' taħlita ta 'metodi: analiżi ta' elementi finiti, kampjunar limitat ta 'hypercube Latin, u programmar ġenetiku.proċess.Istitut tal-pil.proġett.CJ Mecha.proġett.ix-xjenza.235(22), 5917–5930 (2021).
Wu, L., et al.Rata tar-Rebbiegħa aġġustabbli tal-Fibra tal-Karbonju Molol tal-Coil Multi-Strand: Studju tad-Disinn u l-Mekkaniżmu.J. Suq.tank tal-ħażna.9(3), 5067–5076 (2020).
Patil DS, Mangrulkar KS u Jagtap ST Ottimizzazzjoni tal-piż tal-molol helical tal-kompressjoni.intern J. Innov.tank tal-ħażna.Multidixxiplinari.2(11), 154–164 (2016).
Rahul, MS u Rameshkumar, K. Ottimizzazzjoni multipurpose u simulazzjoni numerika ta 'coil molol għal applikazzjonijiet tal-karozzi.alma mater.proċess illum.46, 4847–4853 (2021).
Bai, JB et al.Id-Definizzjoni tal-Aħjar Prattika - Disinn Ottimu ta' Strutturi Helical Komposti bl-Użu ta' Algoritmi Ġenetiċi.tikkomponi.kompost.268, 113982 (2021).
Shahin, I., Dorterler, M., u Gokche, H. Bl-użu tal-metodu ta 'ottimizzazzjoni 灰狼 ibbażat fuq l-ottimizzazzjoni tal-volum minimu tad-disinn tar-rebbiegħa tal-kompressjoni, Ghazi J. Engineering Science, 3(2), 21-27 ( 2017).
Aye, KM, Foldy, N., Yildiz, AR, Burirat, S. u Sait, SM Metaheuristics jużaw aġenti multipli biex jottimizzaw il-ħabtiet.intern J. Veh.diċ.80(2–4), 223–240 (2019).
Yildyz, AR u Erdash, MU Algoritmu ta 'ottimizzazzjoni tal-grupp ibridu ġdid Taguchi-salpa għal disinn affidabbli ta' problemi ta 'inġinerija reali.alma mater.test.63(2), 157–162 (2021).
Yildiz BS, Foldi N., Burerat S., Yildiz AR u Sait SM Disinn affidabbli ta 'mekkaniżmi ta' gripper robotiċi bl-użu ta 'algoritmu ġdid ta' ottimizzazzjoni tal-grashopper ibridi.espert.sistema.38(3), e12666 (2021).