شكرًا لزيارتكم موقع Nature.com. أنتم تستخدمون إصدار متصفح يدعم CSS بشكل محدود. أنبوب ملفوف من الفولاذ المقاوم للصدأ. للحصول على أفضل تجربة، نوصي باستخدام متصفح مُحدّث (أو تعطيل وضع التوافق في إنترنت إكسبلورر). ولضمان استمرار الدعم، نعرض الموقع بدون أنماط أو جافا سكريبت.
يعرض عرضًا دائريًا لثلاث شرائح دفعةً واحدة. استخدم زري "السابق" و"التالي" للتنقل بين ثلاث شرائح في آنٍ واحد، أو استخدم أزرار التمرير في النهاية للتنقل بين ثلاث شرائح في آنٍ واحد.
في هذه الدراسة، يُعتبر تصميم نوابض الالتواء والضغط لآلية طي الجناح المستخدمة في الصاروخ مشكلة تحسين. بعد مغادرة الصاروخ لأنبوب الإطلاق، يجب فتح الأجنحة المغلقة وتثبيتها لفترة زمنية محددة. هدفت الدراسة إلى تعظيم الطاقة المخزنة في النوابض بحيث يمكن نشر الأجنحة في أقصر وقت ممكن. في هذه الحالة، عُرفت معادلة الطاقة في كلا المنشورين كدالة الهدف في عملية التحسين. عُرف قطر السلك، وقطر الملف، وعدد الملفات، ومعلمات الانحراف المطلوبة لتصميم النابض كمتغيرات تحسين. توجد حدود هندسية للمتغيرات بسبب حجم الآلية، بالإضافة إلى حدود لعامل الأمان بسبب الحمل الذي تحمله النوابض. استُخدمت خوارزمية نحل العسل (BA) لحل مشكلة التحسين هذه وتنفيذ تصميم النابض. قيم الطاقة التي تم الحصول عليها باستخدام خوارزمية نحل العسل تفوق تلك التي تم الحصول عليها من دراسات تصميم التجارب السابقة (DOE). تم تحليل النوابض والآليات المصممة باستخدام المعلمات الناتجة عن عملية التحسين أولاً في برنامج ADAMS. بعد ذلك، أُجريت اختبارات تجريبية بدمج النوابض المصنعة في آليات حقيقية. ونتيجةً للاختبار، لوحظ أن الأجنحة انفتحت بعد حوالي 90 مللي ثانية. وهذه القيمة أقل بكثير من هدف المشروع البالغ 200 مللي ثانية. بالإضافة إلى ذلك، يبلغ الفرق بين النتائج التحليلية والتجريبية 16 مللي ثانية فقط.
في الطائرات والمركبات البحرية، تُعدّ آليات طي أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الملفات ضرورية. تُستخدم هذه الأنظمة في تعديلات الطائرات وتحويلاتها لتحسين أداء الطيران والتحكم. وحسب وضع الطيران، تطوي الأجنحة وتنفتح بشكل مختلف لتقليل التأثير الديناميكي الهوائي1. يمكن مقارنة هذا الوضع بحركات أجنحة بعض الطيور والحشرات أثناء الطيران والغوص اليومي. وبالمثل، تطوي الطائرات الشراعية وتنفتح في الغواصات لتقليل التأثيرات الهيدروديناميكية وتحسين التحكم3. ومن الأغراض الأخرى لهذه الآليات توفير مزايا حجمية لأنظمة مثل طي مروحة المروحية4 للتخزين والنقل. كما تطوى أجنحة الصاروخ أيضًا لتقليل مساحة التخزين. وبالتالي، يمكن وضع المزيد من الصواريخ على مساحة أصغر من منصة الإطلاق5. عادةً ما تكون النوابض هي المكونات المستخدمة بفعالية في الطي والفتح. عند الطي، تُخزّن الطاقة فيه وتُطلق عند الفتح. وبفضل هيكله المرن، تتم معادلة الطاقة المخزنة والمطلقة. صُمم النابض بشكل أساسي للنظام، ويطرح هذا التصميم مشكلة تحسين6. لأنه في حين أنه يتضمن متغيرات مختلفة مثل قطر السلك وقطر الملف وعدد الدورات وزاوية الحلزون ونوع المادة، هناك أيضًا معايير مثل الكتلة والحجم وتوزيع الضغط الأدنى أو الحد الأقصى لتوفر الطاقة7.
تُسلّط هذه الدراسة الضوء على تصميم وتحسين النوابض لآليات طيّ الأجنحة المُستخدمة في أنظمة الصواريخ. تبقى الأجنحة مطوية على سطح الصاروخ أثناء وجودها داخل أنبوب الإطلاق قبل الرحلة، وبعد خروجها منه، تنفتح لفترة زمنية مُحددة وتبقى مُضغوطة على السطح. تُعدّ هذه العملية بالغة الأهمية لضمان حسن سير عمل الصاروخ. في آلية الطي المُطوّرة، يتم فتح الأجنحة بواسطة نوابض الالتواء، ويتم تثبيتها بواسطة نوابض الضغط. لتصميم نابض مُناسب، يجب إجراء عملية تحسين. ولتحسين النوابض تطبيقات مُختلفة في الأدبيات العلمية.
عرّف باريديس وآخرون.8 عامل عمر التعب الأقصى كدالة هدف لتصميم النوابض الحلزونية واستخدموا الطريقة شبه النيوتونية كطريقة تحسين. تم تحديد المتغيرات في التحسين مثل قطر السلك وقطر الملف وعدد اللفات وطول الزنبرك. معلمة أخرى لهيكل الزنبرك هي المادة التي صنع منها. لذلك، تم أخذ ذلك في الاعتبار في دراسات التصميم والتحسين. حدد زيبدي وآخرون.9 أهداف أقصى صلابة وأقل وزن في دالة الهدف في دراستهم، حيث كان عامل الوزن مهمًا. في هذه الحالة، حددوا مادة الزنبرك والخصائص الهندسية كمتغيرات. استخدموا خوارزمية وراثية كطريقة تحسين. في صناعة السيارات، يكون وزن المواد مفيدًا في نواحٍ عديدة، من أداء السيارة إلى استهلاك الوقود. يُعد تقليل الوزن أثناء تحسين نوابض الملف لنظام التعليق دراسة معروفة.10 حدد باهشيش وباششيش11 موادًا مثل الزجاج الإلكتروني والكربون والكيفلار كمتغيرات في عملهما في بيئة ANSYS بهدف تحقيق الحد الأدنى من الوزن وأقصى قوة شد في مختلف تصاميم زنبركات التعليق المركبة. تُعد عملية التصنيع بالغة الأهمية في تطوير الزنبركات المركبة. وبالتالي، تلعب متغيرات مختلفة دورًا في مسألة التحسين، مثل طريقة الإنتاج والخطوات المتبعة في العملية وتسلسلها12،13. عند تصميم زنبركات للأنظمة الديناميكية، يجب مراعاة الترددات الطبيعية للنظام. يُوصى بأن يكون التردد الطبيعي الأول للزنبرك أكبر من التردد الطبيعي للنظام بما لا يقل عن 5-10 أضعاف لتجنب الرنين14. قرر تاكتاك وآخرون7 تقليل كتلة الزنبرك وتعظيم التردد الطبيعي الأول كدوال موضوعية في تصميم زنبرك الملف. استخدموا أساليب البحث عن الأنماط، والنقطة الداخلية، والمجموعة النشطة، والخوارزمية الجينية في أداة تحسين ماتلاب. يُعد البحث التحليلي جزءًا من أبحاث تصميم الزنبرك، وتُعد طريقة العناصر المحدودة شائعة في هذا المجال15. طوّر باتيل وآخرون16 طريقة تحسين لتقليل وزن زنبرك حلزوني ضاغط باستخدام إجراء تحليلي، واختبروا المعادلات التحليلية باستخدام طريقة العناصر المحدودة. ومن المعايير الأخرى لزيادة فائدة الزنبرك زيادة الطاقة التي يمكنه تخزينها. تضمن هذه الحالة أيضًا احتفاظ الزنبرك بفائدته لفترة طويلة. يسعى راهول وراميشكومار17 إلى تقليل حجم الزنبرك وزيادة طاقة الانفعال في تصاميم زنبركات لولبية للسيارات. كما استخدموا الخوارزميات الجينية في أبحاث التحسين.
كما هو واضح، تختلف معلمات دراسة التحسين من نظام لآخر. بشكل عام، تُعد معلمات الصلابة وإجهاد القص مهمة في النظام الذي يكون فيه الحمل الذي يحمله هو العامل الحاسم. يتم تضمين اختيار المواد في نظام حد الوزن مع هذين المعلمَين. من ناحية أخرى، يتم التحقق من الترددات الطبيعية لتجنب الرنين في الأنظمة شديدة الديناميكية. في الأنظمة التي تكون فيها المنفعة مهمة، يتم تعظيم الطاقة. في دراسات التحسين، على الرغم من استخدام FEM للدراسات التحليلية، يمكن ملاحظة أن خوارزميات metaheuristic مثل الخوارزمية الوراثية14،18 وخوارزمية الذئب الرمادي19 تُستخدم مع طريقة نيوتن الكلاسيكية ضمن نطاق من معلمات معينة. طُوّرت خوارزميات metaheuristic بناءً على طرق التكيف الطبيعي التي تقترب من الحالة المثلى في فترة زمنية قصيرة، وخاصة تحت تأثير السكان20،21. مع التوزيع العشوائي للسكان في منطقة البحث، فإنها تتجنب الحالات المثلى المحلية وتتحرك نحو الحالات المثلى العالمية22. وهكذا، فقد تم استخدامه في كثير من الأحيان في السنوات الأخيرة في سياق المشاكل الصناعية الحقيقية23،24.
الحالة الحرجة لآلية الطي المُطوّرة في هذه الدراسة هي أن الأجنحة، التي كانت مغلقة قبل الطيران، تنفتح بعد فترة زمنية محددة من مغادرة الأنبوب. بعد ذلك، يُغلق عنصر القفل الجناح. لذلك، لا تؤثر النوابض بشكل مباشر على ديناميكيات الطيران. في هذه الحالة، كان الهدف من التحسين هو تعظيم الطاقة المُخزّنة لتسريع حركة النابض. حُدّد قطر اللفة، وقطر السلك، وعدد اللفات، والانحراف كمعايير للتحسين. ونظرًا لصغر حجم النابض، لم يُعتَبَر الوزن هدفًا. لذلك، عُرّف نوع المادة بأنه ثابت. ويُحدَّد هامش الأمان للتشوهات الميكانيكية كقيد حرج. بالإضافة إلى ذلك، تتضمن نطاق الآلية قيودًا تتعلق بالحجم المتغير. اختيرت طريقة BA metaheuristic كطريقة للتحسين. وقد رُشِّحت BA لبنيتها المرنة والبسيطة، ولتقدمها في أبحاث التحسين الميكانيكي25. في الجزء الثاني من الدراسة، أُدرجت تعبيرات رياضية مُفصّلة في إطار التصميم الأساسي وتصميم النابض لآلية الطي. يتضمن الجزء الثالث خوارزمية التحسين ونتائجها. يُجري الفصل الرابع تحليلًا باستخدام برنامج ADAMS. يُحلل ملاءمة النوابض قبل الإنتاج. يحتوي القسم الأخير على نتائج التجارب وصور الاختبار. كما قورنت النتائج التي تم الحصول عليها في الدراسة بالأعمال السابقة للباحثين باستخدام نهج وزارة الطاقة.
يجب أن تطوى الأجنحة المُطوّرة في هذه الدراسة باتجاه سطح الصاروخ. تدور الأجنحة من وضعية الطي إلى وضعية الفتح. وقد طُوّرت آلية خاصة لهذا الغرض. يوضح الشكل 1 تكوين الطي والفتح5 في نظام إحداثيات الصاروخ.
يوضح الشكل 2 مقطعًا للآلية. تتكون الآلية من عدة أجزاء ميكانيكية: (1) الجسم الرئيسي، (2) عمود الجناح، (3) المحمل، (4) جسم القفل، (5) جلبة القفل، (6) دبوس الإيقاف، (7) زنبرك الالتواء، و(8) نوابض الضغط. يتصل عمود الجناح (2) بزنبرك الالتواء (7) عبر غلاف القفل (4). تدور الأجزاء الثلاثة في وقت واحد بعد انطلاق الصاروخ. بهذه الحركة الدورانية، تعود الأجنحة إلى موضعها النهائي. بعد ذلك، يتم تشغيل الدبوس (6) بواسطة زنبرك الضغط (8)، مما يؤدي إلى إغلاق آلية جسم القفل (4)5 بالكامل.
يُعدّ معامل المرونة (E) ومعامل القص (G) من أهمّ معايير تصميم الزنبرك. في هذه الدراسة، اختير سلك فولاذيّ زنبركيّ عالي الكربون (سلك موسيقى ASTM A228) كمادةٍ للزنبرك. ومن المعايير الأخرى قطر السلك (d)، ومتوسط ​​قطر الملف (Dm)، وعدد الملفات (N)، وانحراف الزنبرك (xd لنوابض الضغط وθ لنوابض الالتواء)26. يمكن حساب الطاقة المُخزّنة لنوابض الضغط (SE x) ونوابض الالتواء (SE theta) من المعادلتين (1) و(2)26. (قيمة معامل القص (G) لنوابض الضغط هي 83.7E9 باسكال، وقيمة معامل المرونة (E) لنوابض الالتواء هي 203.4E9 باسكال).
تُحدد الأبعاد الميكانيكية للنظام بشكل مباشر القيود الهندسية للزنبرك. بالإضافة إلى ذلك، يجب مراعاة ظروف وضع الصاروخ. تُحدد هذه العوامل حدود معاملات الزنبرك. ومن القيود المهمة الأخرى عامل الأمان. وقد وصف شيجلي وآخرون تعريف عامل الأمان بالتفصيل.26. يُعرّف عامل أمان زنبرك الضغط (SFC) بأنه أقصى إجهاد مسموح به مقسومًا على الإجهاد على طول النابض المستمر. يمكن حساب معامل أمان زنبرك الضغط باستخدام المعادلات (3)، (4)، (5)، و(6)26. (بالنسبة لمادة الزنبرك المستخدمة في هذه الدراسة، \({S}_{sy}=980 MPa\)). تُمثل F القوة في المعادلة، ويُمثل KB معامل بيرجستراسر 26.
يُعرَّف معامل أمان الالتواء للزنبرك (SFT) بأنه M مقسومًا على k. يمكن حساب معامل أمان الالتواء من المعادلات (7)، (8)، (9) و(10)26. (للمادة المستخدمة في هذه الدراسة، Sy = 1600 ميجا باسكال). في هذه المعادلة، يُستخدم M لعزم الدوران، وk لثابت الزنبرك (عزم الدوران/الدوران)، وKi لمعامل تصحيح الإجهاد.
الهدف الرئيسي من التحسين في هذه الدراسة هو تعظيم طاقة الزنبرك. صُممت دالة الهدف لإيجاد قيمة X التي تُعظم قيمة f(X). وf1(X) وf2(X) هما دالتا طاقة زنبركي الضغط والالتواء، على التوالي. تُظهر المعادلات التالية المتغيرات والدوال المحسوبة المستخدمة في التحسين.
تُوضَّح القيود المختلفة المفروضة على تصميم الزنبرك في المعادلات التالية. تُمثِّل المعادلتان (15) و(16) عوامل الأمان لنوابض الضغط والالتواء، على التوالي. في هذه الدراسة، يجب أن تكون قيمة SFC أكبر من أو تساوي 1.2، وقيمة SFT أكبر من أو تساوي θ26.
استُلهمت خوارزمية البحث عن حبوب اللقاح من استراتيجيات النحل للبحث عن حبوب اللقاح27. يبحث النحل عن طريق إرسال المزيد من النحل الباحث عن حبوب اللقاح إلى حقول حبوب اللقاح الخصبة، وعدد أقل منها إلى حقول حبوب اللقاح الأقل خصوبة. وبالتالي، يتم تحقيق أعلى كفاءة من تعداد النحل. من ناحية أخرى، يواصل النحل الكشاف البحث عن مناطق جديدة لحبوب اللقاح، وإذا كانت هناك مناطق أكثر إنتاجية من ذي قبل، فسيتم توجيه العديد من النحل الباحث عن حبوب اللقاح إلى هذه المنطقة الجديدة28. تتكون خوارزمية البحث عن حبوب اللقاح من جزأين: البحث المحلي والبحث العالمي. يبحث البحث المحلي عن المزيد من المجتمعات القريبة من الحد الأدنى (مواقع النخبة)، مثل النحل، ويبحث بشكل أقل عن مواقع أخرى (مواقع مثالية أو مختارة). يتم إجراء بحث عشوائي في جزء البحث العالمي، وإذا تم العثور على قيم جيدة، يتم نقل المحطات إلى جزء البحث المحلي في التكرار التالي. تحتوي الخوارزمية على بعض المعلمات: عدد النحل الكشاف (n)، عدد مواقع البحث المحلية (m)، عدد مواقع النخبة (e)، عدد النحل الباحث عن حبوب اللقاح في مواقع النخبة (nep)، وعدد النحل الباحث عن حبوب اللقاح في المناطق المثالية. الموقع (nsp)، وحجم الحي (ngh)، وعدد التكرارات (I)29. يظهر الكود الزائف لتحليل البيانات في الشكل 3.
تحاول الخوارزمية العمل بين \({g}_{1}(X)\) و\({g}_{2}(X)\). نتيجةً لكل تكرار، تُحدد القيم المثلى، ويُجمع مجتمع البيانات حول هذه القيم في محاولة للحصول على أفضل القيم. يتم التحقق من القيود في قسمي البحث المحلي والعالمي. في البحث المحلي، تُحسب قيمة الطاقة إذا كانت هذه العوامل مناسبة. إذا كانت قيمة الطاقة الجديدة أكبر من القيمة المثلى، فيُعيّن القيمة الجديدة للقيمة المثلى. إذا كانت أفضل قيمة موجودة في نتيجة البحث أكبر من العنصر الحالي، فسيتم تضمين العنصر الجديد في المجموعة. يوضح الشكل 4 مخطط الكتل للبحث المحلي.
السكان هو أحد المعايير الرئيسية في BA. يمكن ملاحظة من الدراسات السابقة أن توسيع السكان يقلل من عدد التكرارات المطلوبة ويزيد من احتمالية النجاح. ومع ذلك، فإن عدد التقييمات الوظيفية يتزايد أيضًا. لا يؤثر وجود عدد كبير من المواقع المتميزة بشكل كبير على الأداء. يمكن أن يكون عدد المواقع المتميزة منخفضًا إذا لم يكن صفرًا 30. عادةً ما يتم اختيار حجم تعداد نحل الكشافة (n) بين 30 و100. في هذه الدراسة، تم تشغيل كل من السيناريوهات 30 و50 لتحديد العدد المناسب (الجدول 2). يتم تحديد المعايير الأخرى بناءً على السكان. يبلغ عدد المواقع المختارة (m) (تقريبًا) 25٪ من حجم السكان، ويبلغ عدد المواقع المتميزة (e) بين المواقع المختارة 25٪ من m. تم اختيار عدد النحل المتغذى (عدد عمليات البحث) ليكون 100 لقطع النخبة و30 لقطع محلية أخرى. البحث عن الحي هو المفهوم الأساسي لجميع الخوارزميات التطورية. في هذه الدراسة، استُخدمت طريقة الجيران المتناقصين. تُقلل هذه الطريقة حجم الحي بمعدل معين خلال كل تكرار. في التكرارات اللاحقة، يمكن استخدام قيم أصغر للجيران30 لإجراء بحث أكثر دقة.
لكل سيناريو، تم إجراء عشرة اختبارات متتالية للتحقق من إمكانية تكرار خوارزمية التحسين. يوضح الشكل 5 نتائج تحسين زنبرك الالتواء للمخطط 1، وفي الشكل 6 - للمخطط 2. كما يتم تقديم بيانات الاختبار في الجدولين 3 و4 (يوجد جدول يحتوي على النتائج التي تم الحصول عليها لزنبرك الضغط في المعلومات التكميلية S1). يكثف تعداد النحل البحث عن قيم جيدة في التكرار الأول. في السيناريو 1، كانت نتائج بعض الاختبارات أقل من الحد الأقصى. في السيناريو 2، يمكن ملاحظة أن جميع نتائج التحسين تقترب من الحد الأقصى بسبب زيادة عدد السكان والمعلمات الأخرى ذات الصلة. يمكن ملاحظة أن القيم في السيناريو 2 كافية للخوارزمية.
عند الحصول على أقصى قيمة للطاقة في التكرارات، يُقدَّم عامل أمان كقيد للدراسة. انظر الجدول للاطلاع على عامل الأمان. تُقارَن قيم الطاقة المُحصَّلة باستخدام BA بتلك المُحصَّلة باستخدام طريقة 5 DOE في الجدول 5. (لتسهيل التصنيع، يكون عدد لفات زنبرك الالتواء (N) 4.9 بدلاً من 4.88، ويكون الانحراف (xd) 8 مم بدلاً من 7.99 مم في زنبرك الضغط). يتضح أن BA أفضل من حيث النتيجة. يُقيِّم BA جميع القيم من خلال عمليات بحث محلية وعالمية. بهذه الطريقة، يُمكنه تجربة المزيد من البدائل بشكل أسرع.
في هذه الدراسة، تم استخدام Adams لتحليل حركة آلية الجناح. يتم إعطاء Adams أولاً نموذجًا ثلاثي الأبعاد للآلية. ثم يتم تعريف الزنبرك بالمعلمات المحددة في القسم السابق. بالإضافة إلى ذلك، يجب تعريف بعض المعلمات الأخرى للتحليل الفعلي. هذه معلمات فيزيائية مثل التوصيلات وخصائص المواد والاتصال والاحتكاك والجاذبية. يوجد مفصل دوار بين عمود الشفرة والمحمل. يوجد 5-6 مفاصل أسطوانية. يوجد 5-1 مفصل ثابت. الجسم الرئيسي مصنوع من مادة الألومنيوم وثابت. مادة الأجزاء المتبقية هي الفولاذ. اختر معامل الاحتكاك وصلابة التلامس وعمق اختراق سطح الاحتكاك حسب نوع المادة. (الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 304) في هذه الدراسة، المعلمة الحرجة هي وقت فتح آلية الجناح، والذي يجب أن يكون أقل من 200 مللي ثانية. لذلك، راقب وقت فتح الجناح أثناء التحليل.
نتيجة لتحليل آدمز، فإن زمن فتح آلية الجناح هو 74 مللي ثانية. تظهر نتائج المحاكاة الديناميكية من 1 إلى 4 في الشكل 7. الصورة الأولى في الشكل 5 هي وقت بدء المحاكاة والأجنحة في وضع الانتظار للطي. (2) يعرض موضع الجناح بعد 40 مللي ثانية عندما يدور الجناح 43 درجة. (3) يوضح موضع الجناح بعد 71 مللي ثانية. كما يوضح في الصورة الأخيرة (4) نهاية دورة الجناح وموضع الفتح. ونتيجة للتحليل الديناميكي، لوحظ أن آلية فتح الجناح أقصر بكثير من القيمة المستهدفة البالغة 200 مللي ثانية. بالإضافة إلى ذلك، عند تحديد حجم النوابض، تم اختيار حدود الأمان من أعلى القيم الموصى بها في الأدبيات.
بعد استكمال جميع دراسات التصميم والتحسين والمحاكاة، صُنع نموذج أولي للآلية ودُمج. ثم اختُبر النموذج الأولي للتحقق من نتائج المحاكاة. أولًا، ثبّت الهيكل الرئيسي وطُوِّت الأجنحة. ثم حُرّرت الأجنحة من وضع الطي، وصُوّر فيديو لدورانها من وضع الطي إلى وضع النشر. كما استُخدم المؤقت لتحليل الوقت أثناء التسجيل.
يوضح الشكل 8 إطارات الفيديو المرقمة من 1 إلى 4. يُظهر الإطار رقم 1 في الشكل لحظة تحرير الأجنحة المطوية. تُعتبر هذه اللحظة اللحظة الابتدائية للزمن t0. يُظهر الإطاران 2 و3 مواقع الأجنحة بعد 40 مللي ثانية و70 مللي ثانية من اللحظة الابتدائية. عند تحليل الإطارين 3 و4، يُلاحظ أن حركة الجناح تستقر بعد 90 مللي ثانية من t0، وأن فتح الجناح يكتمل بين 70 و90 مللي ثانية. هذا يعني أن كلاً من المحاكاة واختبار النموذج الأولي يُعطيان نفس وقت فتح الجناح تقريبًا، وأن التصميم يُلبي متطلبات أداء الآلية.
في هذه المقالة، تم تحسين نوابض الالتواء والضغط المستخدمة في آلية طي الجناح باستخدام BA. يمكن الوصول إلى المعلمات بسرعة مع عدد قليل من التكرارات. تم تصنيف زنبرك الالتواء عند 1075 مللي جول وتصنيف زنبرك الضغط عند 37.24 مللي جول. هذه القيم أفضل بنسبة 40-50٪ من دراسات وزارة الطاقة السابقة. تم دمج الزنبرك في الآلية وتحليله في برنامج ADAMS. عند التحليل، وجد أن الأجنحة انفتحت في غضون 74 مللي ثانية. هذه القيمة أقل بكثير من هدف المشروع البالغ 200 مللي ثانية. في دراسة تجريبية لاحقة، تم قياس وقت التشغيل بحوالي 90 مللي ثانية. قد يكون هذا الاختلاف البالغ 16 مللي ثانية بين التحليلات بسبب عوامل بيئية غير نمذجة في البرنامج. يُعتقد أنه يمكن استخدام خوارزمية التحسين التي تم الحصول عليها نتيجة للدراسة في تصميمات نوابض مختلفة.
تم تحديد مادة الزنبرك مسبقًا، ولم تُستخدم كمتغير في عملية التحسين. ونظرًا لاستخدام أنواع مختلفة من الزنبركات في الطائرات والصواريخ، سيتم تطبيق تحليل الأداء لتصميم أنواع أخرى من الزنبركات باستخدام مواد مختلفة لتحقيق تصميم مثالي للزنبركات في الأبحاث المستقبلية.
نحن نعلن أن هذه المخطوطة أصلية، ولم يتم نشرها من قبل، ولا يتم النظر فيها حاليًا للنشر في أي مكان آخر.
تم تضمين جميع البيانات التي تم إنشاؤها أو تحليلها في هذه الدراسة في هذه المقالة المنشورة [وملف المعلومات الإضافي].
مين، ز.، وكين، ف. ك.، وريتشارد، ل. ج. تحديث مفهوم الجناح من خلال تغييرات هندسية جذرية. مجلة IES. الجزء أ، الحضارة. التكوين. مشروع. 3(3)، 188-195 (2010).
صن، جيه، وليو، ك، وبوشان، ب. لمحة عامة عن الجناح الخلفي للخنفساء: البنية، والخصائص الميكانيكية، والآليات، والإلهام البيولوجي. مجلة الميكا. السلوك. العلوم الطبية الحيوية. ألما ماتر. 94، 63-73 (2019).
تشين، ز.، يو، ج.، تشانغ، أ.، وتشانغ، ف. تصميم وتحليل آلية دفع قابلة للطي لطائرة شراعية هجينة تعمل تحت الماء. هندسة المحيطات 119، 125-134 (2016).
كارتيك، إتش إس وبريثفي، ك. تصميم وتحليل آلية طي مثبت أفقي لطائرة هليكوبتر. مجلة الهندسة الداخلية. خزان التخزين. التكنولوجيا. (IGERT) 9(05)، 110-113 (2020).
كولونك، ز. وشاهين، م. تحسين المعلمات الميكانيكية لتصميم جناح صاروخ قابل للطي باستخدام نهج تصميم التجربة. المجلة الداخلية. تحسين النموذج. 9(2)، 108-112 (2019).
Ke، J.، Wu، ZY، Liu، YS، Xiang، Z. و Hu، XD طريقة التصميم ودراسة الأداء وعملية تصنيع نوابض لولبية مركبة: مراجعة. تكوين. 252، 112747 (2020).
تاكتاك م.، أومهيني ك.، عليوي أ.، داماك ف.، وخضر م. تحسين التصميم الديناميكي للزنبركات الحلزونية. تطبيق على الصوت. 77، 178-183 (2014).
باريديس، م.، وسارتور، م.، وماسلي، ك. إجراء لتحسين تصميم نوابض الشد. جهاز كمبيوتر. تطبيق الطريقة. مشروع الفراء. 191 (8-10)، 783-797 (2001).
زبدي ع.، بوهيلي ر.، تروشو ف. التصميم الأمثل للزنبركات الحلزونية المركبة باستخدام التحسين متعدد الأهداف. مجلة رينف. البلاستيك. مركب. 28 (14)، 1713-1732 (2009).
باوارت، إتش بي وديسيل، دي دي تحسين نوابض التعليق الأمامية للدراجات ثلاثية العجلات. العملية. الشركة المصنعة. 20، 428-433 (2018).
باهشيش م. و باهشيش م. تحسين نوابض الملفات الفولاذية باستخدام نوابض مركبة. مجلة العلوم الداخلية. متعدد التخصصات. المشروع. 3(6)، 47-51 (2012).
تشين، ل. وآخرون. تعرّف على العديد من المعايير التي تؤثر على الأداء الثابت والديناميكي لنوابض الملف المركبة. مجلة السوق. خزان التخزين. 20، 532-550 (2022).
فرانك، ج. تحليل وتحسين الينابيع الحلزونية المركبة، أطروحة دكتوراه، جامعة ولاية ساكرامنتو (2020).
جو، ز.، هو، إكس.، ويي، ج. طرق تصميم وتحليل النوابض الحلزونية غير الخطية باستخدام مزيج من الطرق: تحليل العناصر المحدودة، وأخذ العينات المحدودة باستخدام المكعب الفائق اللاتيني، والبرمجة الجينية. عملية. معهد فور. مشروع. سي جيه ميكا. مشروع. العلوم. 235(22)، 5917-5930 (2021).
وو، ل. وآخرون. نوابض لولبية متعددة الخيوط من ألياف الكربون ذات معدل زنبرك قابل للتعديل: دراسة تصميمية وآلية. مجلة سوق خزانات التخزين. 9(3)، 5067-5076 (2020).
باتيل دي إس، مانجرولكار كي إس، وجاجتاب إس تي: تحسين وزن نوابض الضغط الحلزونية. مجلة خزانات التخزين الداخلية المبتكرة. متعدد التخصصات. 2(11)، 154-164 (2016).
راؤول، م. س. وراميشكومار، ك. التحسين متعدد الأغراض والمحاكاة العددية لنوابض الملف لتطبيقات السيارات. الجامعة الأم. عملية اليوم. 46. ​​4847–4853 (2021).
باي، ج. ب. وآخرون. تحديد أفضل الممارسات - التصميم الأمثل للهياكل الحلزونية المركبة باستخدام الخوارزميات الجينية. تأليف. تكوين. 268، 113982 (2021).
شاهين، آي.، دورتيرلر، إم.، وجوكتشي، إتش. باستخدام طريقة التحسين 灰狼 القائمة على تحسين الحد الأدنى لحجم تصميم زنبرك الضغط، غازي جيه. علوم الهندسة، 3(2)، 21-27 (2017).
آي، كي إم، وفولدي، إن، وييلديز، إيه آر، وبوريرات، إس، وسيت، إس إم، الاستدلالات الاستدلالية باستخدام وكلاء متعددين لتحسين الأعطال. مجلة المركبات الداخلية، 80(2-4)، 223-240 (2019).
يلديز، ايه ار وإرداش، ام يو خوارزمية تحسين مجموعة تاجوتشي-سالبا الهجينة الجديدة للتصميم الموثوق به للمشاكل الهندسية الحقيقية. اختبار الجامعة الأم. 63(2)، 157-162 (2021).
Yildiz BS، Foldi N.، Burerat S.، Yildiz AR و Sait SM تصميم موثوق لآليات الإمساك الروبوتية باستخدام خوارزمية تحسين الجندب الهجين الجديدة. خبير. النظام. 38 (3)، e12666 (2021).