AISI 304/304L Hemijska komponenta cijevi zavojnice od nehrđajućeg čelika, optimiziranje parametara opruge preklopnog krila pomoću algoritma Honeybee

Hvala vam što ste posjetili Nature.com.Koristite verziju pretraživača sa ograničenom podrškom za CSS.Za najbolje iskustvo, preporučujemo da koristite ažurirani pretraživač (ili onemogućite način kompatibilnosti u Internet Exploreru).Osim toga, kako bismo osigurali stalnu podršku, prikazujemo stranicu bez stilova i JavaScripta.
Klizači koji prikazuju tri članka po slajdu.Koristite dugmad za nazad i sledeće da se krećete kroz slajdove ili dugmad kontrolora slajdova na kraju za kretanje kroz svaki slajd.

AISI 304/304L Kapilarna namotana cijev od nehrđajućeg čelika

Namotaj od nehrđajućeg čelika AISI 304 je višenamjenski proizvod sa odličnom otpornošću i pogodan je za širok raspon primjena koje zahtijevaju dobru formabilnost i zavarljivost.

Sheye Metal ima 304 namotaja debljine od 0,3 mm do 16 mm i 2B završne obrade, BA završne obrade, br. 4 završne obrade su uvijek dostupne.

Pored tri vrste površina, kotur od nerđajućeg čelika 304 se može isporučiti sa različitim površinskim obradama.Nerđajući metal 304 sadrži i Cr (obično 18%) i nikl (obično 8%) metale kao glavne sastojke koji nisu gvožđe.

Ova vrsta zavojnica je tipično austenitni nerđajući čelik, pripada standardnoj porodici Cr-Ni nerđajućeg čelika.

Obično se koriste za proizvode za domaćinstvo i široku potrošnju, kuhinjsku opremu, unutrašnje i vanjske obloge, rukohvate i prozorske okvire, opremu za industriju hrane i pića, rezervoare za skladištenje.

 

Specifikacija zavojnice od nehrđajućeg čelika 304
Veličina Hladno valjani: Debljina: 0,3 ~ 8,0 mm;Širina: 1000 ~ 2000 mm
Vruće valjani: Debljina: 3,0 ~ 16,0 mm;Širina: 1000 ~ 2500 mm
Tehnike Hladno valjani, toplo valjani
Površina 2B, BA, 8K, 6K, Ogledalo, br.1, br.2, br.3, br.4, dlaka sa PVC-om
Hladno valjani kotur od nehrđajućeg čelika 304 na lageru 304 2B zavojnica od nerđajućeg čelika

304 BA zavojnica od nehrđajućeg čelika

304 No.4 Namotaj od nerđajućeg čelika

Vruće valjani kotur od nehrđajućeg čelika 304 na lageru 304 No.1 Namotaj od nerđajućeg čelika
Uobičajene veličine lima od nehrđajućeg čelika 304 1000 mm x 2000 mm, 1200 mm x 2400 mm, 1219 mm x 2438 mm, 1220 mm x 2440 mm, 1250 mm x 2500 mm, 1500 mm x 3000 mm, 1500 mm x 60040 mm, 0 mm x 10520 mm 00mm
Zaštitna folija za 304 Coil

(25μm ~ 200μm)

Bijela i crna PVC folija;Dostupne su i plave PE folije, prozirne PE folije, druge boje ili materijala.
Standard ASTM A240, JIS G4304, G4305, GB/T 4237, GB/T 8165, BS 1449, DIN17460, DIN 17441, EN10088-2

 

Uobičajena debljina hladno valjanog 304 kotura
0.3mm 0.4mm 0.5mm 0.6mm 0.7mm 0.8mm 0.9mm 1.0mm 1.2mm 1.5mm
1.8mm 2.0mm 2.5mm 2.8mm 3.0mm 4.0mm 5.0mm 6.0mm

 

Uobičajena debljina toplo valjanog 304 kotura
3.0mm 4.0mm 5.0mm 6.0mm 8.0mm 10.0mm 12.0mm 14.0mm 16.0mm

 

Hemijski sastav
Element AISI 304 / EN 1.4301
Karbon ≤0,08
Mangan ≤2.00
Sumpor ≤0,030
Fosfor ≤0,045
Silicijum ≤0,75
Chromium 18.0~20.0
Nikl 8.0~10.5
Nitrogen ≤0,10

 

Mehanička svojstva
Granica tečenja 0,2% offset (MPa) Zatezna čvrstoća (MPa) % izduženja (2” ili 50 mm) tvrdoća (HRB)
≥205 ≥515 ≥40 ≤92

 

U ovoj studiji, projektovanje torzionih i kompresijskih opruga mehanizma za sklapanje krila koji se koristi u raketi razmatra se kao optimizacijski problem.Nakon što raketa napusti lansirnu cijev, zatvorena krila moraju biti otvorena i osigurana na određeno vrijeme.Cilj istraživanja bio je maksimizirati energiju pohranjenu u oprugama kako bi se krila mogla razmjestiti u najkraćem mogućem vremenu.U ovom slučaju, jednadžba energije u obje publikacije je definirana kao ciljna funkcija u procesu optimizacije.Promjer žice, promjer zavojnice, broj zavojnica i parametri otklona potrebni za dizajn opruge definirani su kao varijable optimizacije.Postoje geometrijska ograničenja za varijable zbog veličine mehanizma, kao i ograničenja za faktor sigurnosti zbog opterećenja koje nose opruge.Algoritam medonosne pčele (BA) korišten je za rješavanje ovog problema optimizacije i izvođenje dizajna opruge.Vrijednosti energije dobivene pomoću BA su superiornije od onih dobivenih iz prethodnih studija dizajna eksperimenata (DOE).Opruge i mehanizmi dizajnirani korištenjem parametara dobivenih optimizacijom prvo su analizirani u programu ADAMS.Nakon toga su izvršena eksperimentalna ispitivanja integracijom proizvedenih opruga u prave mehanizme.Kao rezultat testa, uočeno je da su se krila otvorila nakon oko 90 milisekundi.Ova vrijednost je znatno ispod ciljne vrijednosti projekta od 200 ms.Osim toga, razlika između analitičkih i eksperimentalnih rezultata je samo 16 ms.
U avionima i brodskim vozilima, mehanizmi za sklapanje su kritični.Ovi sistemi se koriste u modifikacijama i konverzijama aviona za poboljšanje performansi leta i kontrole.U zavisnosti od režima leta, krila se savijaju i rasklapaju različito kako bi se smanjio aerodinamički udar1.Ova situacija se može uporediti sa pokretima krila nekih ptica i insekata tokom svakodnevnog leta i ronjenja.Slično, jedrilice se sklapaju i rasklapaju u podmornicama kako bi se smanjili hidrodinamički efekti i maksimiziralo rukovanje3.Još jedna svrha ovih mehanizama je da obezbede volumetrijske prednosti sistemima kao što je sklapanje helikopterskog propelera 4 za skladištenje i transport.Krila rakete se takođe preklapaju kako bi se smanjio prostor za skladištenje.Tako se više projektila može postaviti na manju površinu lansera 5. Komponente koje se efikasno koriste pri sklapanju i rasklapanju su obično opruge.U trenutku savijanja u njemu se pohranjuje energija i oslobađa u trenutku rasklapanja.Zbog svoje fleksibilne strukture, uskladištena i oslobođena energija su izjednačene.Opruga je uglavnom dizajnirana za sistem, a ovaj dizajn predstavlja problem optimizacije6.Jer iako uključuje različite varijable kao što su prečnik žice, prečnik zavojnice, broj zavoja, ugao spirale i vrsta materijala, postoje i kriterijumi kao što su masa, zapremina, minimalna raspodela naprezanja ili maksimalna dostupnost energije7.
Ova studija baca svjetlo na dizajn i optimizaciju opruga za mehanizme za sklapanje krila koji se koriste u raketnim sistemima.Nalazeći se unutar lansirne cijevi prije leta, krila ostaju sklopljena na površini rakete, a nakon izlaska iz lansirne cijevi se neko vrijeme odvijaju i ostaju pritisnuta na površinu.Ovaj proces je ključan za pravilno funkcionisanje rakete.U razvijenom mehanizmu za sklapanje, otvaranje krila se vrši pomoću torzijskih opruga, a zaključavanje se vrši pomoću kompresijskih opruga.Da bi se dizajnirala odgovarajuća opruga, mora se izvršiti proces optimizacije.U okviru opružne optimizacije u literaturi postoje različite primjene.
Paredes i sur.8 definirali su maksimalni faktor vijeka trajanja zamora kao ciljnu funkciju za projektiranje zavojnih opruga i koristili kvazi-njutnovsku metodu kao metodu optimizacije.Varijable u optimizaciji su identifikovane kao prečnik žice, prečnik zavojnice, broj zavoja i dužina opruge.Drugi parametar opružne konstrukcije je materijal od kojeg je napravljena.Stoga je to uzeto u obzir u studijama dizajna i optimizacije.Zebdi et al.9 su u svom istraživanju postavili ciljeve maksimalne krutosti i minimalne težine u funkciji cilja, pri čemu je faktor težine bio značajan.U ovom slučaju definirali su materijal opruge i geometrijska svojstva kao varijable.Oni koriste genetski algoritam kao metod optimizacije.U automobilskoj industriji, težina materijala je korisna na mnogo načina, od performansi vozila do potrošnje goriva.Minimizacija težine uz optimizaciju zavojnih opruga za ovjes je dobro poznata studija10.Bahshesh i Bahshesh11 identifikovali su materijale kao što su E-staklo, ugljenik i Kevlar kao varijable u svom radu u ANSYS okruženju sa ciljem postizanja minimalne težine i maksimalne vlačne čvrstoće u različitim kompozitnim dizajnom opruga za vešanje.Proces proizvodnje je kritičan u razvoju kompozitnih opruga.Dakle, različite varijable dolaze u igru ​​u problemu optimizacije, kao što su proizvodna metoda, koraci koji se poduzimaju u procesu i redoslijed tih koraka12,13.Prilikom projektovanja opruga za dinamičke sisteme, moraju se uzeti u obzir prirodne frekvencije sistema.Preporučuje se da prva prirodna frekvencija opruge bude najmanje 5-10 puta veća od prirodne frekvencije sistema kako bi se izbjegla rezonancija14.Taktak et al.7 je odlučio da minimizira masu opruge i maksimizira prvu prirodnu frekvenciju kao ciljne funkcije u dizajnu spiralne opruge.Koristili su metode pretraživanja uzoraka, unutrašnje tačke, aktivnog skupa i genetskog algoritma u alatu za optimizaciju Matlab.Analitičko istraživanje je dio istraživanja dizajna opruge, a metoda konačnih elemenata je popularna u ovoj oblasti15.Patil et al.16 razvili su metod optimizacije za smanjenje težine kompresijske spiralne opruge koristeći analitičku proceduru i testirali analitičke jednadžbe koristeći metodu konačnih elemenata.Drugi kriterij za povećanje korisnosti opruge je povećanje energije koju može pohraniti.Ovo kućište također osigurava da opruga zadrži svoju korisnost tokom dužeg vremenskog perioda.Rahul i Rameshkumar17 Nastoje da smanje volumen opruge i povećaju energiju naprezanja u dizajnu opruga zavojnice automobila.Također su koristili genetske algoritme u istraživanju optimizacije.
Kao što se može vidjeti, parametri u studiji optimizacije variraju od sistema do sistema.Općenito, parametri krutosti i posmičnog naprezanja su važni u sistemu gdje je opterećenje koje nosi odlučujući faktor.Odabir materijala je uključen u sistem ograničenja težine sa ova dva parametra.S druge strane, prirodne frekvencije se provjeravaju kako bi se izbjegle rezonancije u visoko dinamičnim sistemima.U sistemima gdje je korisnost bitna, energija je maksimizirana.U studijama optimizacije, iako se FEM koristi za analitička istraživanja, može se vidjeti da se metaheuristički algoritmi kao što su genetski algoritam14,18 i algoritam sivog vuka19 koriste zajedno sa klasičnom Newtonovom metodom unutar raspona određenih parametara.Metaheuristički algoritmi su razvijeni na osnovu metoda prirodnih adaptacija koje se približavaju optimalnom stanju u kratkom vremenskom periodu, posebno pod uticajem populacije20,21.Uz slučajnu distribuciju stanovništva u području pretraživanja, oni izbjegavaju lokalne optimume i kreću se prema globalnim optimima22.Stoga se posljednjih godina često koristi u kontekstu stvarnih industrijskih problema23,24.
Kritičan slučaj za mehanizam preklapanja razvijen u ovoj studiji je da se krila, koja su bila u zatvorenom položaju prije leta, otvaraju određeno vrijeme nakon napuštanja cijevi.Nakon toga, element za zaključavanje blokira krilo.Dakle, opruge ne utiču direktno na dinamiku leta.U ovom slučaju, cilj optimizacije je bio maksimiziranje uskladištene energije kako bi se ubrzalo kretanje opruge.Kao parametri optimizacije definirani su promjer valjka, promjer žice, broj valjaka i ugib.Zbog male veličine opruge, težina se nije smatrala ciljem.Stoga je vrsta materijala definirana kao fiksna.Granica sigurnosti za mehaničke deformacije određena je kao kritično ograničenje.Osim toga, u opseg mehanizma uključena su ograničenja varijabilne veličine.Kao metod optimizacije odabrana je BA metaheuristička metoda.BA je bio omiljen zbog svoje fleksibilne i jednostavne strukture, te zbog svog napretka u istraživanju mehaničke optimizacije25.U drugom dijelu studije detaljni matematički izrazi uključeni su u okvir osnovne konstrukcije i dizajna opruge sklopivog mehanizma.Treći dio sadrži algoritam optimizacije i rezultate optimizacije.Poglavlje 4 sprovodi analizu u programu ADAMS.Prije proizvodnje se analizira prikladnost opruga.Posljednji odjeljak sadrži eksperimentalne rezultate i testne slike.Rezultati dobijeni u studiji takođe su upoređeni sa prethodnim radom autora koristeći DOE pristup.
Krila razvijena u ovoj studiji trebala bi se saviti prema površini rakete.Krila se rotiraju iz preklopljenog u rasklopljeni položaj.Za to je razvijen poseban mehanizam.Na sl.1 prikazuje presavijenu i rasklopljenu konfiguraciju5 u raketnom koordinatnom sistemu.
Na sl.2 prikazuje presjek mehanizma.Mehanizam se sastoji od nekoliko mehaničkih dijelova: (1) glavnog tijela, (2) osovine krila, (3) ležaja, (4) tijela brave, (5) brave, (6) zaustavnog klina, (7) torzijske opruge i ( 8) kompresijske opruge.Osovina krila (2) spojena je sa torzijskom oprugom (7) kroz zapornu čahuru (4).Sva tri dijela se rotiraju istovremeno nakon što raketa poleti.Ovim rotacijskim pokretom, krila se okreću u svoj konačni položaj.Nakon toga, klin (6) se pokreće pritisnom oprugom (8), čime se blokira cijeli mehanizam tijela za zaključavanje (4)5.
Modul elastičnosti (E) i modul smicanja (G) su ključni projektni parametri opruge.U ovoj studiji kao materijal opruge odabrana je visokougljična opružna čelična žica (muzička žica ASTM A228).Ostali parametri su promjer žice (d), prosječni promjer namotaja (Dm), broj namotaja (N) i otklon opruge (xd za tlačne opruge i θ za torzijske opruge)26.Pohranjena energija za kompresijske opruge \({(SE}_{x})\) i torzione (\({SE}_{\theta}\)) opruge može se izračunati iz jednačine.(1) i (2)26.(Vrijednost modula smicanja (G) za kompresijsku oprugu je 83,7E9 Pa, a vrijednost modula elastičnosti (E) za torzionu oprugu je 203,4E9 Pa.)
Mehaničke dimenzije sistema direktno određuju geometrijska ograničenja opruge.Osim toga, treba uzeti u obzir i uslove u kojima će se raketa nalaziti.Ovi faktori određuju granice parametara opruge.Još jedno važno ograničenje je faktor sigurnosti.Definiciju sigurnosnog faktora detaljno su opisali Shigley et al.26.Faktor sigurnosti opruge kompresije (SFC) definira se kao maksimalno dopušteno naprezanje podijeljeno sa naprezanjem na kontinuiranoj dužini.SFC se može izračunati pomoću jednačina.(3), (4), (5) i (6)26.(Za materijal opruge korišćen u ovoj studiji, \({S}_{sy}=980 MPa\)).F predstavlja silu u jednačini, a KB predstavlja Bergstrasserov faktor od 26.
Faktor sigurnosti torzije opruge (SFT) je definiran kao M podijeljen sa k.SFT se može izračunati iz jednačine.(7), (8), (9) i (10)26.(Za materijal korišten u ovoj studiji, \({S}_{y}=1600 \mathrm{MPa}\)).U jednadžbi, M se koristi za moment, \({k}^{^{\prime}}\) se koristi za konstantu opruge (moment/rotaciju), a Ki se koristi za faktor korekcije naprezanja.
Glavni cilj optimizacije u ovoj studiji je maksimiziranje energije opruge.Ciljna funkcija je formulisana da pronađe \(\overrightarrow{\{X\}}\) koja maksimizira \(f(X)\).\({f}_{1}(X)\) i \({f}_{2}(X)\) su energetske funkcije tlačne i torzijske opruge, respektivno.Izračunate varijable i funkcije korištene za optimizaciju prikazane su u sljedećim jednadžbama.
Različita ograničenja postavljena na dizajn opruge data su u sljedećim jednačinama.Jednadžbe (15) i (16) predstavljaju sigurnosne faktore za kompresijske i torzijske opruge, respektivno.U ovoj studiji, SFC mora biti veći ili jednak 1,2, a SFT mora biti veći ili jednak θ26.
BA je inspirisan pčelinjim strategijama traženja polena27.Pčele traže slanjem više sakupljača hrane u plodna polja polena, a manje sakupljača hrane u manje plodna polja polena.Time se postiže najveća efikasnost od pčelinje populacije.S druge strane, pčele izviđačice nastavljaju da traže nova područja polena, a ako ima više produktivnih područja nego prije, mnogi sakupljači hrane će biti usmjereni na ovo novo područje28.BA se sastoji od dva dijela: lokalnog pretraživanja i globalnog pretraživanja.Lokalna pretraga traži više zajednica blizu minimuma (elitne lokacije), poput pčela, a manje na drugim stranicama (optimalne ili istaknute stranice).U dijelu globalnog pretraživanja vrši se proizvoljna pretraga, a ako se pronađu dobre vrijednosti, stanice se u sljedećoj iteraciji premještaju u dio lokalnog pretraživanja.Algoritam sadrži neke parametre: broj pčela izviđača (n), broj lokalnih lokacija za pretragu (m), broj elitnih lokacija (e), broj hranilica na elitnim lokacijama (nep), broj sakupljača hrane u optimalna područja.Lokacija (nsp), veličina susjedstva (ngh) i broj iteracija (I)29.BA pseudokod je prikazan na slici 3.
Algoritam pokušava da radi između \({g}_{1}(X)\) i \({g}_{2}(X)\).Kao rezultat svake iteracije, određuju se optimalne vrijednosti i populacija se okuplja oko ovih vrijednosti u pokušaju da se dobiju najbolje vrijednosti.Ograničenja se provjeravaju u odjeljcima lokalne i globalne pretrage.U lokalnoj pretrazi, ako su ovi faktori odgovarajući, izračunava se energetska vrijednost.Ako je nova vrijednost energije veća od optimalne vrijednosti, dodijelite novu vrijednost optimalnoj vrijednosti.Ako je najbolja vrijednost pronađena u rezultatu pretraživanja veća od trenutnog elementa, novi element će biti uključen u kolekciju.Blok dijagram lokalnog pretraživanja prikazan je na slici 4.
Stanovništvo je jedan od ključnih parametara u BA.Iz prethodnih studija se može vidjeti da širenje populacije smanjuje broj potrebnih iteracija i povećava vjerovatnoću uspjeha.Međutim, povećava se i broj funkcionalnih procjena.Prisustvo velikog broja elitnih lokacija ne utiče značajno na performanse.Broj elitnih lokacija može biti nizak ako nije nula30.Veličina populacije pčela izviđača (n) se obično bira između 30 i 100. U ovoj studiji, obavljeno je 30 i 50 scenarija da bi se odredio odgovarajući broj (Tabela 2).Ostali parametri se određuju u zavisnosti od populacije.Broj odabranih lokacija (m) je (približno) 25% veličine populacije, a broj elitnih lokacija (e) među odabranim lokacijama je 25% od m.Odabran je broj hranjenja pčela (broj pretraga) 100 za elitne parcele i 30 za ostale lokalne parcele.Pretraživanje susjedstva je osnovni koncept svih evolucijskih algoritama.U ovom istraživanju korištena je metoda suženih susjeda.Ova metoda smanjuje veličinu susjedstva određenom brzinom tokom svake iteracije.U budućim iteracijama, manje vrijednosti susjedstva30 mogu se koristiti za preciznije pretraživanje.
Za svaki scenarij izvedeno je deset uzastopnih testova kako bi se provjerila ponovljivost algoritma optimizacije.Na sl.5 prikazani su rezultati optimizacije torzijske opruge za šemu 1, a na sl.6 – za shemu 2. Podaci o ispitivanju su također dati u tablicama 3 i 4 (tablica koja sadrži rezultate dobivene za tlačnu oprugu nalazi se u Dodatnim informacijama S1).Populacija pčela intenzivira potragu za dobrim vrijednostima u prvoj iteraciji.U scenariju 1, rezultati nekih testova bili su ispod maksimuma.U scenariju 2 se može vidjeti da se svi rezultati optimizacije približavaju maksimumu zbog povećanja populacije i drugih relevantnih parametara.Može se vidjeti da su vrijednosti u scenariju 2 dovoljne za algoritam.
Prilikom dobivanja maksimalne vrijednosti energije u iteracijama, faktor sigurnosti je također predviđen kao ograničenje za studiju.Za faktor sigurnosti pogledajte tabelu.Vrijednosti energije dobivene korištenjem BA upoređuju se s onima dobivenim metodom 5 DOE u tabeli 5. (Radi lakše izrade, broj zavoja (N) torzijske opruge je 4,9 umjesto 4,88, a otklon (xd ) je 8 mm umjesto 7,99 mm u oprugi na pritisak.) Vidi se da je BA bolji Rezultat.BA procjenjuje sve vrijednosti putem lokalnih i globalnih pretraživanja.Na taj način može brže isprobati više alternativa.
U ovoj studiji, Adams je korišten za analizu kretanja mehanizma krila.Adams je prvo dobio 3D model mehanizma.Zatim definirajte oprugu s parametrima odabranim u prethodnom dijelu.Osim toga, za stvarnu analizu potrebno je definirati neke druge parametre.To su fizički parametri kao što su veze, svojstva materijala, kontakt, trenje i gravitacija.Između osovine noža i ležaja nalazi se zakretni spoj.Ima 5-6 cilindričnih spojeva.Ima 5-1 fiksnih spojeva.Glavno tijelo je izrađeno od aluminijumskog materijala i fiksno.Materijal ostalih dijelova je čelik.Odaberite koeficijent trenja, kontaktnu krutost i dubinu prodiranja frikcione površine ovisno o vrsti materijala.(nerđajući čelik AISI 304) U ovoj studiji kritični parametar je vreme otvaranja krila mehanizma, koje mora biti manje od 200 ms.Stoga pazite na vrijeme otvaranja krila tokom analize.
Kao rezultat Adamsove analize, vrijeme otvaranja krilnog mehanizma je 74 milisekunde.Rezultati dinamičke simulacije od 1 do 4 prikazani su na slici 7. Prva slika na slici.5 je vrijeme početka simulacije i krila su u poziciji čekanja za sklapanje.(2) Prikazuje položaj krila nakon 40 ms kada se krilo zarotira za 43 stepena.(3) pokazuje položaj krila nakon 71 milisekunde.Također na posljednjoj slici (4) prikazan je kraj okreta krila i otvoren položaj.Kao rezultat dinamičke analize, uočeno je da je mehanizam otvaranja krila znatno kraći od ciljne vrijednosti od 200 ms.Osim toga, prilikom dimenzioniranja opruga, sigurnosne granice su odabrane od najviših vrijednosti preporučenih u literaturi.
Nakon završetka svih studija projektovanja, optimizacije i simulacije, proizveden je i integrisan prototip mehanizma.Prototip je zatim testiran kako bi se potvrdili rezultati simulacije.Prvo pričvrstite glavnu školjku i preklopite krila.Zatim su krila puštena iz presavijenog položaja i snimljen je video rotacije krila iz preklopljenog položaja u rašireni.Tajmer je takođe korišćen za analizu vremena tokom snimanja video zapisa.
Na sl.8 prikazuje video okvire označene brojevima 1-4.Okvir broj 1 na slici prikazuje trenutak oslobađanja sklopljenih krila.Ovaj trenutak se smatra početnim momentom vremena t0.Kadrovi 2 i 3 prikazuju položaje krila 40 ms i 70 ms nakon početnog trenutka.Kada se analiziraju okviri 3 i 4, može se vidjeti da se kretanje krila stabilizira 90 ms nakon t0, a otvaranje krila se završava između 70 i 90 ms.Ova situacija znači da i simulacija i testiranje prototipa daju približno isto vrijeme pokretanja krila, a dizajn zadovoljava zahtjeve performansi mehanizma.
U ovom članku, torzione i kompresijske opruge koje se koriste u mehanizmu za sklapanje krila optimizirane su pomoću BA.Parametri se mogu postići brzo sa nekoliko iteracija.Torziona opruga je ocijenjena na 1075 mJ, a kompresijska opruga je ocijenjena na 37,24 mJ.Ove vrijednosti su 40-50% bolje od prethodnih DOE studija.Opruga je integrisana u mehanizam i analizirana u ADAMS programu.Kada su analizirani, ustanovljeno je da su se krila otvorila u roku od 74 milisekundi.Ova vrijednost je znatno ispod cilja projekta od 200 milisekundi.U naknadnoj eksperimentalnoj studiji, izmjereno je vrijeme uključivanja oko 90 ms.Ova razlika od 16 milisekundi između analiza može biti uzrokovana faktorima okoline koji nisu modelirani u softveru.Smatra se da se algoritam optimizacije dobijen kao rezultat istraživanja može koristiti za različite dizajne opruga.
Materijal opruge je bio unaprijed definiran i nije korišten kao varijabla u optimizaciji.Budući da se mnogo različitih tipova opruga koristi u avionima i raketama, BA će se primijeniti za projektovanje drugih tipova opruga koristeći različite materijale kako bi se postigao optimalan dizajn opruga u budućim istraživanjima.
Izjavljujemo da je ovaj rukopis originalan, da nije ranije objavljen i da se trenutno ne razmatra za objavljivanje na drugom mjestu.
Svi podaci generirani ili analizirani u ovoj studiji uključeni su u ovaj objavljen članak [i datoteku s dodatnim informacijama].
Min, Z., Kin, VK i Richard, LJ Modernizacija aviona koncepta aeroprofila kroz radikalne geometrijske promjene.IES J. Dio A Civilizacija.spoj.projekat.3(3), 188–195 (2010).
Sun, J., Liu, K. i Bhushan, B. Pregled zadnjeg krila bube: struktura, mehanička svojstva, mehanizmi i biološka inspiracija.J. Mecha.Ponašanje.Biomedical Science.alma mater.94, 63–73 (2019).
Chen, Z., Yu, J., Zhang, A., i Zhang, F. Dizajn i analiza sklopivog pogonskog mehanizma za podvodnu jedrilicu s hibridnim pogonom.Oceansko inženjerstvo 119, 125–134 (2016).
Kartik, HS i Prithvi, K. Dizajn i analiza mehanizma za sklapanje horizontalnog stabilizatora helikoptera.interni J. Ing.rezervoar za skladištenje.tehnologije.(IGERT) 9(05), 110–113 (2020).
Kulunk, Z. i Sahin, M. Optimizacija mehaničkih parametara dizajna sklopivog raketnog krila korištenjem pristupa dizajnu eksperimenta.interni J. Model.optimizacija.9(2), 108–112 (2019).
Ke, J., Wu, ZY, Liu, YS, Xiang, Z. & Hu, XD metoda dizajna, studija performansi i proces proizvodnje kompozitnih zavojnih opruga: pregled.komponovati.spoj.252, 112747 (2020).
Taktak M., Omheni K., Alui A., Dammak F. i Khaddar M. Optimizacija dinamičkog dizajna spiralnih opruga.Prijavite se za zvuk.77, 178–183 (2014).
Paredes, M., Sartor, M. i Mascle, K. Procedura za optimizaciju dizajna zateznih opruga.kompjuter.primjena metode.krzno.projekat.191(8-10), 783-797 (2001).
Zebdi O., Bouhili R. i Trochu F. Optimalno projektovanje kompozitnih spiralnih opruga korišćenjem višeobjektivne optimizacije.J. Reinf.plastika.komponovati.28 (14), 1713–1732 (2009).
Pawart, HB i Desale, DD Optimizacija zavojnih opruga prednjeg ovjesa tricikla.proces.proizvođač.20, 428–433 (2018).
Bahshesh M. i Bahshesh M. Optimizacija čeličnih spiralnih opruga sa kompozitnim oprugama.interni J. Multidisciplinarni.nauku.projekat.3(6), 47–51 (2012).
Chen, L. et al.Saznajte više o više parametara koji utječu na statičke i dinamičke performanse kompozitnih spiralnih opruga.J. Market.rezervoar za skladištenje.20, 532–550 (2022).
Frank, J. Analiza i optimizacija kompozitnih spiralnih opruga, doktorska teza, Državni univerzitet Sacramento (2020).
Gu, Z., Hou, X. i Ye, J. Metode za projektovanje i analizu nelinearnih spiralnih opruga upotrebom kombinacije metoda: analiza konačnih elemenata, ograničeno uzorkovanje latinske hiperkocke i genetsko programiranje.proces.Institut za krzno.projekat.CJ Mecha.projekat.nauku.235(22), 5917–5930 (2021).
Wu, L., et al.Višestruke zavojne opruge od karbonskih vlakana sa podesivom brzinom: studija dizajna i mehanizma.J. Market.rezervoar za skladištenje.9(3), 5067–5076 (2020).
Patil DS, Mangrulkar KS i Jagtap ST Optimizacija težine kompresijskih spiralnih opruga.interni J. Innov.rezervoar za skladištenje.Multidisciplinarno.2(11), 154–164 (2016).
Rahul, MS i Rameshkumar, K. Višenamjenska optimizacija i numerička simulacija zavojnih opruga za primjenu u automobilskoj industriji.alma mater.proces danas.46, 4847–4853 (2021).
Bai, JB et al.Definiranje najbolje prakse – Optimalni dizajn kompozitnih spiralnih struktura korištenjem genetskih algoritama.komponovati.spoj.268, 113982 (2021).
Shahin, I., Dorterler, M., and Gokche, H. Korištenje metode optimizacije 灰狼 zasnovane na optimizaciji minimalnog volumena dizajna opruge na pritisak, Ghazi J. Engineering Science, 3(2), 21–27 ( 2017).
Aye, KM, Foldy, N., Yildiz, AR, Burirat, S. i Sait, SM Metaheuristika koja koristi više agenata za optimizaciju rušenja.interni J. Veh.dec.80(2–4), 223–240 (2019).
Yildyz, AR i Erdash, MU Novi hibridni algoritam za optimizaciju grupe Taguchi-salpa za pouzdan dizajn stvarnih inženjerskih problema.alma mater.test.63(2), 157–162 (2021).
Yildiz BS, Foldi N., Burerat S., Yildiz AR i Sait SM Pouzdan dizajn robotskih mehanizama za hvatanje pomoću novog hibridnog algoritma za optimizaciju skakavaca.ekspert.sistem.38(3), e12666 (2021).

 


Vrijeme objave: Mar-21-2023