Paldies, ka apmeklējāt vietni Nature.com. Jūs izmantojat pārlūkprogrammas versiju ar ierobežotu CSS atbalstu. Nerūsējošā tērauda spirālveida caurule. Lai nodrošinātu vislabāko pieredzi, iesakām izmantot atjauninātu pārlūkprogrammu (vai atspējot saderības režīmu pārlūkprogrammā Internet Explorer). Turklāt, lai nodrošinātu nepārtrauktu atbalstu, vietne tiek rādīta bez stiliem un JavaScript.
Vienlaikus parāda trīs slaidu karuseli. Izmantojiet pogas Iepriekšējais un Nākamais, lai vienlaikus pārvietotos starp trim slaidiem, vai arī izmantojiet slīdņa pogas galā, lai vienlaikus pārvietotos starp trim slaidiem.
Šajā pētījumā par optimizācijas problēmu tiek uzskatīta raķetē izmantotā spārna locīšanas mehānisma vērpes un saspiešanas atsperu konstrukcija no nerūsējošā tērauda. Pēc tam, kad raķete atstāj palaišanas cauruli, aizvērtie spārni ir jāatver un jānostiprina uz noteiktu laiku. Pētījuma mērķis bija maksimāli palielināt atsperēs uzkrāto enerģiju, lai spārni varētu izvērsties pēc iespējas īsākā laikā. Šajā gadījumā abās publikācijās enerģijas vienādojums tika definēts kā mērķa funkcija optimizācijas procesā. Kā optimizācijas mainīgie tika definēti stieples diametrs, spoles diametrs, spoles skaits un atsperes konstrukcijai nepieciešamie novirzes parametri. Mainīgajiem ir ģeometriski ierobežojumi mehānisma izmēra dēļ, kā arī drošības koeficienta ierobežojumi atsperu nestās slodzes dēļ. Šīs optimizācijas problēmas risināšanai un atsperes konstrukcijas veikšanai tika izmantots medus bites (BA) algoritms. Ar BA iegūtās enerģijas vērtības ir pārākas par tām, kas iegūtas iepriekšējos eksperimentu dizaina (DOE) pētījumos. Atsperes un mehānismi, kas projektēti, izmantojot optimizācijā iegūtos parametrus, vispirms tika analizēti ADAMS programmā. Pēc tam tika veikti eksperimentāli testi, integrējot izgatavotās atsperes reālos mehānismos. Testa rezultātā tika novērots, ka spārni atvērās aptuveni pēc 90 milisekundēm. Šī vērtība ir krietni zem projekta mērķa – 200 milisekundēm. Turklāt atšķirība starp analītiskajiem un eksperimentālajiem rezultātiem ir tikai 16 ms.
Lidmašīnās un jūras transportlīdzekļos nerūsējošā tērauda spirālveida cauruļu locīšanas mehānismi ir kritiski svarīgi. Šīs sistēmas tiek izmantotas lidmašīnu modifikācijās un pārveidojumos, lai uzlabotu lidojuma veiktspēju un vadību. Atkarībā no lidojuma režīma spārni salokās un atveras atšķirīgi, lai samazinātu aerodinamisko triecienu1. Šo situāciju var salīdzināt ar dažu putnu un kukaiņu spārnu kustībām ikdienas lidojuma un niršanas laikā. Līdzīgi planieri salokās un atveras zemūdens kuģos, lai samazinātu hidrodinamiskos efektus un maksimāli palielinātu vadāmību3. Vēl viens šo mehānismu mērķis ir nodrošināt tilpuma priekšrocības tādām sistēmām kā helikoptera propellera 4 locīšana uzglabāšanai un transportēšanai. Raķetes spārni arī nolokās, lai samazinātu uzglabāšanas vietu. Tādējādi vairāk raķešu var novietot uz mazākas palaišanas iekārtas 5 platības. Komponenti, kas tiek efektīvi izmantoti locīšanā un atlocīšanā, parasti ir atsperes. Salokīšanas brīdī tajā tiek uzkrāta enerģija un atbrīvota atvēršanas brīdī. Pateicoties tās elastīgajai struktūrai, uzkrātā un atbrīvotā enerģija tiek izlīdzināta. Atspere galvenokārt ir paredzēta sistēmai, un šī konstrukcija rada optimizācijas problēmu6. Jo, lai gan tas ietver dažādus mainīgos, piemēram, stieples diametru, spoles diametru, vijumu skaitu, spirāles leņķi un materiāla veidu, pastāv arī tādi kritēriji kā masa, tilpums, minimālais sprieguma sadalījums vai maksimālā enerģijas pieejamība7.
Šis pētījums sniedz ieskatu raķešu sistēmās izmantoto spārnu locīšanas mehānismu atsperu konstrukcijā un optimizācijā. Atrodoties palaišanas caurulē pirms lidojuma, spārni paliek salocīti uz raķetes virsmas, un pēc iziešanas no palaišanas caurules tie noteiktu laiku atveras un paliek piespiesti virsmai. Šis process ir kritiski svarīgs raķetes pareizai darbībai. Izstrādātajā locīšanas mehānismā spārnu atvēršanu veic vērpes atsperes, bet bloķēšanu - saspiešanas atsperes. Lai izstrādātu piemērotu atsperi, jāveic optimizācijas process. Atsperu optimizācijas ietvaros literatūrā ir atrodami dažādi pielietojumi.
Paredes et al.8 definēja maksimālā noguruma kalpošanas laika koeficientu kā mērķa funkciju spirālveida atsperu projektēšanai un izmantoja kvazi-Ņūtona metodi kā optimizācijas metodi. Optimizācijā mainīgie tika identificēti kā stieples diametrs, spoles diametrs, vijumu skaits un atsperes garums. Vēl viens atsperes struktūras parametrs ir materiāls, no kura tā ir izgatavota. Tāpēc tas tika ņemts vērā projektēšanas un optimizācijas pētījumos. Zebdi et al.9 savā pētījumā mērķa funkcijā izvirzīja maksimālās stingrības un minimālā svara mērķus, kur svara koeficients bija nozīmīgs. Šajā gadījumā viņi definēja atsperes materiālu un ģeometriskās īpašības kā mainīgos. Viņi izmanto ģenētisko algoritmu kā optimizācijas metodi. Automobiļu rūpniecībā materiālu svars ir noderīgs daudzos veidos, sākot no transportlīdzekļa veiktspējas līdz degvielas patēriņam. Svara samazināšana, optimizējot spirālatsperes piekarei, ir labi zināms pētījums10. Bahshesh un Bahshesh11 savā darbā ANSYS vidē identificēja tādus materiālus kā E-stikls, ogleklis un Kevlars kā mainīgos, lai sasniegtu minimālu svaru un maksimālu stiepes izturību dažādās piekares atsperu kompozītmateriālu konstrukcijās. Ražošanas process ir kritiski svarīgs kompozītmateriālu atsperu izstrādē. Tādējādi optimizācijas problēmā tiek ņemti vērā dažādi mainīgie, piemēram, ražošanas metode, procesā veiktie soļi un šo soļu secība12,13. Projektējot atsperes dinamiskām sistēmām, jāņem vērā sistēmas pašfrekvences. Ieteicams, lai atsperes pirmā pašfrekvences frekvence būtu vismaz 5–10 reizes lielāka par sistēmas pašfrekvences frekvenci, lai izvairītos no rezonanses14. Taktak et al.7 nolēma spirālatsperes projektēšanā samazināt atsperes masu un palielināt pirmo pašfrekvences frekvenci kā mērķa funkcijas. Matlab optimizācijas rīkā viņi izmantoja modeļu meklēšanas, iekšējā punkta, aktīvās kopas un ģenētiskā algoritma metodes. Analītiskie pētījumi ir daļa no atsperu projektēšanas pētījumiem, un šajā jomā ir populāra galīgo elementu metode15. Patil et al.16 izstrādāja optimizācijas metodi saspiešanas spirālveida atsperes svara samazināšanai, izmantojot analītisku procedūru, un pārbaudīja analītiskos vienādojumus, izmantojot galīgo elementu metodi. Vēl viens kritērijs atsperes lietderības palielināšanai ir enerģijas, ko tā var uzkrāt, pieaugums. Šis gadījums arī nodrošina, ka atspere saglabā savu lietderību ilgu laiku. Rahuls un Rameškumars17 cenšas samazināt atsperu tilpumu un palielināt deformācijas enerģiju automašīnu spirālatsperu konstrukcijās. Viņi ir izmantojuši arī ģenētiskos algoritmus optimizācijas pētījumos.
Kā redzams, optimizācijas pētījuma parametri dažādās sistēmās atšķiras. Kopumā stingrības un bīdes sprieguma parametri ir svarīgi sistēmā, kurā noteicošais faktors ir tās nestā slodze. Materiāla izvēle ir iekļauta svara ierobežojumu sistēmā ar šiem diviem parametriem. No otras puses, dabiskās frekvences tiek pārbaudītas, lai izvairītos no rezonansēm ļoti dinamiskās sistēmās. Sistēmās, kurās lietderībai ir nozīme, enerģija tiek maksimizēta. Optimizācijas pētījumos, lai gan galīgo elementu metode tiek izmantota analītiskiem pētījumiem, var redzēt, ka metaheiristiskie algoritmi, piemēram, ģenētiskais algoritms14,18 un pelēkā vilka algoritms19, tiek izmantoti kopā ar klasisko Ņūtona metodi noteiktu parametru diapazonā. Metaheiristiskie algoritmi ir izstrādāti, pamatojoties uz dabiskās adaptācijas metodēm, kas īsā laika periodā tuvojas optimālajam stāvoklim, īpaši populācijas ietekmē20,21. Ar nejaušu populācijas sadalījumu meklēšanas apgabalā tie izvairās no lokālā optimuma un virzās uz globālo optimumu22. Tādējādi pēdējos gados tas bieži tiek izmantots reālu rūpniecisku problēmu kontekstā23,24.
Šajā pētījumā izstrādātā locīšanas mehānisma kritiskais gadījums ir tāds, ka spārni, kas pirms lidojuma atradās aizvērtā stāvoklī, atveras noteiktu laiku pēc iziešanas no caurules. Pēc tam bloķēšanas elements bloķē spārnu. Tāpēc atsperes tieši neietekmē lidojuma dinamiku. Šajā gadījumā optimizācijas mērķis bija maksimāli palielināt uzkrāto enerģiju, lai paātrinātu atsperes kustību. Kā optimizācijas parametri tika definēti ruļļa diametrs, stieples diametrs, ruļļu skaits un novirze. Atsperes mazā izmēra dēļ svars netika uzskatīts par mērķi. Tāpēc materiāla tips tiek definēts kā fiksēts. Mehānisko deformāciju drošības robeža tiek noteikta kā kritisks ierobežojums. Turklāt mehānisma darbības jomā ir iesaistīti mainīga izmēra ierobežojumi. Par optimizācijas metodi tika izvēlēta BA metaheiristiskā metode. BA tika izvēlēta tās elastīgās un vienkāršās struktūras, kā arī sasniegumu dēļ mehāniskās optimizācijas pētījumos25. Pētījuma otrajā daļā locīšanas mehānisma pamatprojekta un atsperes konstrukcijas ietvaros ir iekļautas detalizētas matemātiskas izteiksmes. Trešajā daļā ir ietverts optimizācijas algoritms un optimizācijas rezultāti. 4. nodaļā tiek veikta analīze ADAMS programmā. Pirms ražošanas tiek analizēta atsperu piemērotība. Pēdējā sadaļā ir ietverti eksperimentālie rezultāti un testa attēli. Pētījumā iegūtie rezultāti tika salīdzināti arī ar autoru iepriekšējiem darbiem, izmantojot DOE pieeju.
Šajā pētījumā izstrādātajiem spārniem vajadzētu nolocīties pret raķetes virsmu. Spārni rotē no salocīta uz atlocītu stāvokli. Šim nolūkam tika izstrādāts īpašs mehānisms. 1. attēlā parādīta salocītā un atlocītā konfigurācija5 raķetes koordinātu sistēmā.
2. attēlā redzams mehānisma šķērsgriezums. Mehānisms sastāv no vairākām mehāniskām daļām: (1) galvenā korpusa, (2) spārna vārpstas, (3) gultņa, (4) bloķēšanas korpusa, (5) bloķēšanas bukses, (6) fiksācijas tapas, (7) vērpes atsperes un (8) saspiešanas atsperes. Spārna vārpsta (2) ir savienota ar vērpes atsperi (7) caur bloķēšanas uzmavu (4). Pēc raķetes pacelšanās visas trīs daļas rotē vienlaicīgi. Ar šo rotācijas kustību spārni atgriežas savā galīgajā pozīcijā. Pēc tam saspiešanas atspere (8) iedarbina tapu (6), tādējādi bloķējot visu bloķēšanas korpusa (4) mehānismu.
Elastības modulis (E) un bīdes modulis (G) ir atsperes galvenie konstrukcijas parametri. Šajā pētījumā par atsperes materiālu tika izvēlēta augsta oglekļa satura atsperu tērauda stieple (mūzikas stieple ASTM A228). Citi parametri ir stieples diametrs (d), vidējais spirāles diametrs (Dm), spirāļu skaits (N) un atsperes novirze (xd saspiešanas atsperēm un θ vērpes atsperēm)26. Saspiešanas atsperu \({(SE}_{x})\) un vērpes (\({SE}_{\theta}\)) uzkrāto enerģiju var aprēķināt no vienādojuma (1) un (2)26. (Saspiešanas atsperes bīdes moduļa (G) vērtība ir 83,7E9 Pa, un vērpes atsperes elastības moduļa (E) vērtība ir 203,4E9 Pa.)
Sistēmas mehāniskie izmēri tieši nosaka atsperes ģeometriskos ierobežojumus. Turklāt jāņem vērā arī apstākļi, kādos atradīsies raķete. Šie faktori nosaka atsperes parametru robežas. Vēl viens svarīgs ierobežojums ir drošības koeficients. Drošības koeficienta definīciju detalizēti apraksta Šiglijs et al.26. Saspiešanas atsperes drošības koeficients (SFC) ir definēts kā maksimāli pieļaujamais spriegums, dalīts ar spriegumu nepārtrauktā garumā. SFC var aprēķināt, izmantojot vienādojumus (3), (4), (5) un (6)26. (Šajā pētījumā izmantotajam atsperes materiālam \({S}_{sy}=980 MPa\)). F apzīmē spēku vienādojumā, un KB apzīmē Bergštrāsera koeficientu 26.
Atsperes vērpes drošības koeficients (SFT) ir definēts kā M, dalīts ar k. SFT var aprēķināt no vienādojuma (7), (8), (9) un (10)26. (Šajā pētījumā izmantotajam materiālam \({S}_{y}=1600 \mathrm{MPa}\)). Vienādojumā M tiek izmantots griezes momentam, \({k}^{^{\prime}}\) tiek izmantots atsperes konstantei (griezes moments/rotācija) un Ki tiek izmantots sprieguma korekcijas koeficientam.
Šī pētījuma galvenais optimizācijas mērķis ir maksimizēt atsperes enerģiju. Mērķa funkcija ir formulēta, lai atrastu \(\overrightarrow{\{X\}}\), kas maksimizē \(f(X)\). \({f}_{1}(X)\) un \({f}_{2}(X)\) ir attiecīgi saspiešanas un vērpes atsperes enerģijas funkcijas. Optimizācijā izmantotie aprēķinātie mainīgie un funkcijas ir parādītas turpmākajos vienādojumos.
Dažādie atsperes konstrukcijas ierobežojumi ir norādīti turpmākajos vienādojumos. Vienādojumi (15) un (16) attiecīgi atspoguļo saspiešanas un vērpes atsperu drošības koeficientus. Šajā pētījumā SFC jābūt lielākam vai vienādam ar 1,2, un SFT jābūt lielākam vai vienādam ar θ26.
BA iedvesmoja bišu ziedputekšņu meklēšanas stratēģijas27. Bites meklē, sūtot vairāk ziedputekšņu meklētāju uz auglīgiem ziedputekšņu laukiem un mazāk ziedputekšņu meklētāju uz mazāk auglīgiem ziedputekšņu laukiem. Tādējādi tiek sasniegta vislielākā bišu populācijas efektivitāte. No otras puses, izlūkbites turpina meklēt jaunas ziedputekšņu zonas, un, ja produktīvo zonu ir vairāk nekā iepriekš, daudzas ziedputekšņu meklētājas tiks novirzītas uz šo jauno zonu28. BA sastāv no divām daļām: lokālās meklēšanas un globālās meklēšanas. Lokālā meklēšana meklē vairāk kopienu tuvu minimumam (elitārās vietas), līdzīgas bitēm, un mazāk meklē citas vietas (optimālās vai atlasītās vietas). Globālās meklēšanas daļā tiek veikta patvaļīga meklēšana, un, ja tiek atrastas labas vērtības, stacijas nākamajā iterācijā tiek pārvietotas uz lokālās meklēšanas daļu. Algoritms satur dažus parametrus: izlūkbišu skaitu (n), lokālo meklēšanas vietu skaitu (m), elites vietu skaitu (e), ziedputekšņu meklētāju skaitu elites vietās (nep), ziedputekšņu meklētāju skaitu optimālajās zonās. Vietne (nsp), apkārtnes lielums (ngh) un iterāciju skaits (I)29. BA pseidokods ir parādīts 3. attēlā.
Algoritms mēģina strādāt starp \({g}_{1}(X)\) un \({g}_{2}(X)\). Katras iterācijas rezultātā tiek noteiktas optimālās vērtības un ap šīm vērtībām tiek apkopota populācija, lai mēģinātu iegūt labākās vērtības. Ierobežojumi tiek pārbaudīti lokālās un globālās meklēšanas sadaļās. Lokālās meklēšanas gadījumā, ja šie faktori ir piemēroti, tiek aprēķināta enerģijas vērtība. Ja jaunā enerģijas vērtība ir lielāka par optimālo vērtību, optimālajai vērtībai tiek piešķirta jaunā vērtība. Ja meklēšanas rezultātā atrastā labākā vērtība ir lielāka par pašreizējo elementu, jaunais elements tiks iekļauts kolekcijā. Lokālās meklēšanas blokshēma ir parādīta 4. attēlā.
Populācija ir viens no galvenajiem BA parametriem. No iepriekšējiem pētījumiem var redzēt, ka populācijas paplašināšana samazina nepieciešamo iterāciju skaitu un palielina veiksmes iespējamību. Tomēr palielinās arī funkcionālo novērtējumu skaits. Liels skaits elites vietu būtiski neietekmē veiktspēju. Elites vietu skaits var būt mazs, ja tas nav nulle30. Izlūku bišu populācijas lielums (n) parasti tiek izvēlēts no 30 līdz 100. Šajā pētījumā tika palaisti gan 30, gan 50 scenāriji, lai noteiktu atbilstošo skaitu (2. tabula). Citi parametri tiek noteikti atkarībā no populācijas. Atlasīto vietu skaits (m) ir (aptuveni) 25% no populācijas lieluma, un elites vietu skaits (e) starp atlasītajām vietām ir 25% no m. Barojošo bišu skaits (meklēšanu skaits) tika izvēlēts kā 100 elites parauglaukumiem un 30 citiem lokālajiem parauglaukumiem. Apkārtnes meklēšana ir visu evolūcijas algoritmu pamatjēdziens. Šajā pētījumā tika izmantota sašaurināto kaimiņu metode. Šī metode katras iterācijas laikā samazina apkārtnes lielumu ar noteiktu ātrumu. Nākamajās iterācijās precīzākai meklēšanai var izmantot mazākas apkārtnes vērtības30.
Katram scenārijam tika veikti desmit secīgi testi, lai pārbaudītu optimizācijas algoritma reproducējamību. 5. attēlā parādīti vērpes atsperes optimizācijas rezultāti 1. shēmai, bet 6. attēlā – 2. shēmai. Testa dati ir sniegti arī 3. un 4. tabulā (tabulā ar saspiešanas atsperes rezultātiem var atrast papildinformāciju S1). Bišu populācija pirmajā iterācijā pastiprina labu vērtību meklēšanu. 1. scenārijā dažu testu rezultāti bija zem maksimālā. 2. scenārijā var redzēt, ka visi optimizācijas rezultāti tuvojas maksimālajam populācijas un citu atbilstošu parametru pieauguma dēļ. Var redzēt, ka 2. scenārija vērtības ir pietiekamas algoritmam.
Iegūstot maksimālo enerģijas vērtību iterācijās, kā pētījuma ierobežojums tiek nodrošināts arī drošības koeficients. Drošības koeficientu skatīt tabulā. Izmantojot BA iegūtās enerģijas vērtības ir salīdzinātas ar tām, kas iegūtas, izmantojot 5 DOE metodi, 5. tabulā. (Ražošanas ērtībai vērpes atsperes apgriezienu skaits (N) ir 4,9, nevis 4,88, un saspiešanas atsperes novirze (xd) ir 8 mm, nevis 7,99 mm.) Var redzēt, ka BA ir labāks rezultāts. BA novērtē visas vērtības, izmantojot lokālas un globālas meklēšanas. Tādā veidā viņš var ātrāk izmēģināt vairāk alternatīvu.
Šajā pētījumā Adams tika izmantots, lai analizētu spārnu mehānisma kustību. Adams vispirms tiek dots mehānisma 3D modelis. Pēc tam definējiet atsperi ar iepriekšējā sadaļā atlasītajiem parametriem. Turklāt faktiskajai analīzei ir jādefinē vēl daži parametri. Tie ir fizikāli parametri, piemēram, savienojumi, materiāla īpašības, kontakts, berze un gravitācija. Starp lāpstiņas vārpstu un gultni ir grozāms savienojums. Ir 5–6 cilindriski savienojumi. Ir 5–1 fiksēts savienojums. Galvenais korpuss ir izgatavots no alumīnija materiāla un ir fiksēts. Pārējo detaļu materiāls ir tērauds. Berzes koeficientu, kontakta stingrību un berzes virsmas iespiešanās dziļumu izvēlieties atkarībā no materiāla veida. (nerūsējošais tērauds AISI 304) Šajā pētījumā kritiskais parametrs ir spārnu mehānisma atvēršanas laiks, kam jābūt mazākam par 200 ms. Tāpēc analīzes laikā sekojiet līdzi spārnu atvēršanas laikam.
Adamsa analīzes rezultātā spārna mehānisma atvēršanās laiks ir 74 milisekundes. Dinamiskās simulācijas rezultāti no 1 līdz 4 ir parādīti 7. attēlā. Pirmais attēls 5. attēlā ir simulācijas sākuma laiks, un spārni atrodas gaidīšanas pozīcijā locīšanai. (2) parāda spārna pozīciju pēc 40 ms, kad spārns ir pagriezies par 43 grādiem. (3) parāda spārna pozīciju pēc 71 milisekundes. Arī pēdējā attēlā (4) ir parādītas spārna pagrieziena beigas un atvērtā pozīcija. Dinamiskās analīzes rezultātā tika novērots, ka spārna atvēršanās mehānisms ir ievērojami īsāks par mērķa vērtību 200 ms. Turklāt, nosakot atsperu izmērus, drošības robežas tika izvēlētas no literatūrā ieteiktajām augstākajām vērtībām.
Pēc visu projektēšanas, optimizācijas un simulācijas pētījumu pabeigšanas tika izgatavots un integrēts mehānisma prototips. Pēc tam prototips tika pārbaudīts, lai pārbaudītu simulācijas rezultātus. Vispirms tika nostiprināts galvenais apvalks un salocīti spārni. Pēc tam spārni tika atbrīvoti no salocītā stāvokļa un tika uzņemts video par spārnu rotāciju no salocītā stāvokļa uz izvērstu stāvokli. Taimeris tika izmantots arī laika analīzei videoieraksta laikā.
8. attēlā redzami video kadri ar numuriem 1–4. Attēlā 1. kadrs parāda salocītu spārnu atbrīvošanas brīdi. Šis brīdis tiek uzskatīts par laika sākuma momentu t0. 2. un 3. kadrs parāda spārnu pozīcijas 40 ms un 70 ms pēc sākuma momenta. Analizējot 3. un 4. kadru, var redzēt, ka spārna kustība stabilizējas 90 ms pēc t0, un spārna atvēršanās tiek pabeigta starp 70 un 90 ms. Šī situācija nozīmē, ka gan simulācija, gan prototipa testēšana dod aptuveni vienādu spārna atvēršanās laiku, un konstrukcija atbilst mehānisma veiktspējas prasībām.
Šajā rakstā, izmantojot BA, tiek optimizētas spārnu locīšanas mehānismā izmantotās vērpes un saspiešanas atsperes. Parametrus var ātri sasniegt ar nelielu iterāciju skaitu. Vērpes atsperes nominālā slodze ir 1075 mJ, bet saspiešanas atsperes – 37,24 mJ. Šīs vērtības ir par 40–50% labākas nekā iepriekšējos DOE pētījumos. Atspere ir integrēta mehānismā un analizēta ADAMS programmā. Analizējot, tika konstatēts, ka spārni atvērās 74 milisekundēs. Šī vērtība ir krietni zem projekta mērķa – 200 milisekundes. Turpmākā eksperimentālā pētījumā ieslēgšanās laiks tika izmērīts aptuveni 90 ms. Šī 16 milisekundes atšķirība starp analīzēm var būt saistīta ar vides faktoriem, kas nav modelēti programmatūrā. Tiek uzskatīts, ka pētījuma rezultātā iegūto optimizācijas algoritmu var izmantot dažādām atsperu konstrukcijām.
Atsperes materiāls bija iepriekš definēts un optimizācijā netika izmantots kā mainīgais. Tā kā lidmašīnās un raķetēs tiek izmantoti daudzi dažādi atsperu veidi, BA tiks izmantota, lai turpmākajos pētījumos projektētu cita veida atsperes, izmantojot dažādus materiālus, lai sasniegtu optimālu atsperu konstrukciju.
Mēs apliecinām, ka šis manuskripts ir oriģināls, iepriekš nav publicēts un pašlaik netiek apsvērta publicēšanai citur.
Visi šajā pētījumā iegūtie vai analizētie dati ir iekļauti šajā publicētajā rakstā [un papildu informācijas failā].
Mins, Z., Kins, V. K. un Ričards, L. Dž. Lidmašīna. Aerodinamiskā profila koncepcijas modernizācija, izmantojot radikālas ģeometriskas izmaiņas. IES J. A daļa. Civilizācija. Kompozīcija. Projekts. 3(3), 188.–195. lpp. (2010).
Sun, J., Liu, K. un Bhushan, B. Vaboles pakaļspārna pārskats: struktūra, mehāniskās īpašības, mehānismi un bioloģiskā iedvesma. J. Mecha. Behavior. Biomedical Science. alma mater. 94, 63–73 (2019).
Chen, Z., Yu, J., Zhang, A. un Zhang, F. Salokāma piedziņas mehānisma projektēšana un analīze hibrīddzinējam zemūdens planierim. Ocean Engineering 119, 125–134 (2016).
Kartiks, HS un Prithvi, K. Helikoptera horizontālā stabilizatora locīšanas mehānisma projektēšana un analīze. iekšējā J. Ing. uzglabāšanas tvertne. tehnoloģija. (IGERT) 9(05), 110–113 (2020).
Kulunk, Z. un Sahin, M. Salokāmas raķetes spārna konstrukcijas mehānisko parametru optimizācija, izmantojot eksperimenta dizaina pieeju. internal J. Model. optimization. 9(2), 108–112 (2019).
Ke, J., Wu, ZY, Liu, YS, Xiang, Z. un Hu, XD projektēšanas metode, veiktspējas pētījums un kompozītmateriālu spirālatsperu ražošanas process: apskats. compose. composition. 252, 112747 (2020).
Taktak M., Omheni K., Alui A., Dammak F. un Khaddar M. Spirālatsperu dinamiskās konstrukcijas optimizācija. Apply for sound. 77, 178–183 (2014).
Paredes, M., Sartor, M. un Mascle, K. Spriegotājatsperu konstrukcijas optimizācijas procedūra. Dators. Metodes pielietojums. Fur. Project. 191(8–10), 783–797 (2001).
Zebdi O., Bouhili R. un Trochu F. Kompozītmateriālu spirālveida atsperu optimāla konstrukcija, izmantojot daudzkritēriju optimizāciju. J. Reinf. plastic. compose. 28 (14), 1713–1732 (2009).
Pawart, HB un Desale, DD Tricikla priekšējās piekares spirālatsperu optimizācija. process. ražotājs. 20, 428–433 (2018).
Bahshesh M. un Bahshesh M. Tērauda spirālatsperu optimizācija ar kompozītmateriāla atsperēm. internal J. Multidisciplinary. the science. project. 3(6), 47–51 (2012).
Chen, L. et al. Uzziniet par daudzajiem parametriem, kas ietekmē kompozītmateriālu spirālatsperu statisko un dinamisko veiktspēju. J. Market. storage tank. 20, 532–550 (2022).
Frenks, Dž. Kompozītmateriālu spirālveida atsperu analīze un optimizācija, doktora disertācija, Sakramento štata universitāte (2020).
Gu, Z., Hou, X. un Ye, J. Nelineāru spirālveida atsperu projektēšanas un analīzes metodes, izmantojot metožu kombināciju: galīgo elementu analīze, latīņu hiperkuba ierobežotā izlase un ģenētiskā programmēšana. process. Fur Institute. projekts. CJ Mecha. projekts. The Science. 235(22), 5917–5930 (2021).
Vu, L. u.c. Regulējama atsperes stipruma oglekļa šķiedras daudzšķiedru spirālatsperes: konstrukcijas un mehānisma pētījums. J. Market. storage tank. 9(3), 5067–5076 (2020).
Patils D. S., Mangrulkars K. S. un Džagtaps S. T. Saspiešanas spirālveida atsperu svara optimizācija. Iekšējā J. Innov. uzglabāšanas tvertne. Daudzdisciplinārs. 2(11), 154–164 (2016).
Rahul, MS un Rameshkumar, K. Spirālatsperu daudzfunkcionāla optimizācija un skaitliskā simulācija automobiļu lietojumprogrammām. alma mater. process today. 46. ​​4847–4853 (2021).
Bai, JB et al. Labākās prakses definēšana – kompozītu spirālveida struktūru optimāla projektēšana, izmantojot ģenētiskos algoritmus. compose. composition. 268, 113982 (2021).
Šahins, I., Dorterlers, M. un Gokče, H. Izmantojot 灰狼 optimizācijas metodi, kuras pamatā ir saspiešanas atsperes konstrukcijas minimālā tilpuma optimizācija, Ghazi J. Inženierzinātnes, 3(2), 21.–27. lpp. (2017).
Aye, KM, Foldy, N., Yildiz, AR, Burirat, S. un Sait, SM. Metaheiristika, izmantojot vairākus aģentus avāriju optimizēšanai. Internal J. Veh. dec. 80(2–4), 223–240 (2019).
Jildyz, AR un Erdash, MU. Jauns hibrīds Taguči-salpas grupas optimizācijas algoritms reālu inženiertehnisko problēmu uzticamai projektēšanai. alma mater. test. 63(2), 157–162 (2021).
Jildizs BS, Foldi N., Burerats S., Jildizs AR un Saits SM. Uzticama robotizētu satvērēju mehānismu konstrukcija, izmantojot jaunu hibrīda sienāža optimizācijas algoritmu. ekspertu sistēma. 38(3), e12666 (2021).