Kemična komponenta tuljave cevi iz nerjavečega jekla AISI 304/304L, optimizacija parametrov vzmeti zložljivih kril z uporabo algoritma medonosne čebele

Hvala, ker ste obiskali Nature.com.Uporabljate različico brskalnika z omejeno podporo za CSS.Za najboljšo izkušnjo priporočamo, da uporabite posodobljen brskalnik (ali onemogočite način združljivosti v Internet Explorerju).Poleg tega, da zagotovimo stalno podporo, spletno mesto prikažemo brez slogov in JavaScripta.
Drsniki, ki prikazujejo tri članke na diapozitiv.Uporabite gumba za nazaj in naprej, da se premikate po diapozitivih, ali pa gumbe za krmiljenje diapozitivov na koncu, da se premikate po vsakem diapozitivu.

Kapilarna navita cev iz nerjavečega jekla AISI 304/304L

Tuljava iz nerjavečega jekla AISI 304 je vsestranski izdelek z odlično odpornostjo in je primeren za široko paleto aplikacij, ki zahtevajo dobro sposobnost oblikovanja in varljivost.

Zaloge Sheye Metal 304 tuljav v debelini od 0,3 mm do 16 mm in zaključku 2B, zaključku BA, zaključku št. 4 so vedno na voljo.

Poleg treh vrst površin je mogoče tuljavo iz nerjavečega jekla 304 dobaviti z različnimi površinskimi zaključki.Nerjaveče jeklo razreda 304 vsebuje kovine Cr (običajno 18 %) in nikelj (običajno 8 %) kot glavne sestavine, ki niso železove.

Ta vrsta tuljav je tipično avstenitno nerjavno jeklo, ki spada v standardno družino Cr-Ni nerjavnega jekla.

Običajno se uporabljajo za gospodinjske in potrošniške izdelke, kuhinjsko opremo, notranje in zunanje obloge, ograje in okenske okvirje, opremo za živilsko industrijo in industrijo pijač, rezervoarje za shranjevanje.

 

Specifikacija tuljave iz nerjavečega jekla 304
Velikost Hladno valjani: Debelina: 0,3 ~ 8,0 mm;Širina: 1000 ~ 2000 mm
Vroče valjani: Debelina: 3,0 ~ 16,0 mm;Širina: 1000 ~ 2500 mm
Tehnike Hladno valjano, vroče valjano
Površina 2B, BA, 8K, 6K, zrcalna obdelava, št. 1, št. 2, št. 3, št. 4, lasna linija s PVC-jem
Hladno valjana tuljava iz nerjavečega jekla 304 na zalogi Tuljava iz nerjavečega jekla 304 2B

Tuljava iz nerjavečega jekla 304 BA

304 No.4 Tuljava iz nerjavečega jekla

Vroče valjana tuljava iz nerjavečega jekla 304 na zalogi 304 No.1 Tuljava iz nerjavečega jekla
Običajne velikosti pločevine iz nerjavečega jekla 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 6000 mm, 1524 mm x 3048 mm, 2000 mm x 60 00 mm
Zaščitna folija za 304 tuljavo

(25 μm ~ 200 μm)

Bela in črna PVC folija;Na voljo so tudi modra PE folija, prozorna PE folija, druga barva ali material.
Standardno ASTM A240, JIS G4304, G4305, GB/T 4237, GB/T 8165, BS 1449, DIN17460, DIN 17441, EN10088-2

 

Običajna debelina hladno valjane tuljave 304
0,3 mm 0,4 mm 0,5 mm 0,6 mm 0,7 mm 0,8 mm 0,9 mm 1,0 mm 1,2 mm 1,5 mm
1,8 mm 2,0 mm 2,5 mm 2,8 mm 3,0 mm 4,0 mm 5,0 mm 6,0 mm

 

Običajna debelina vroče valjane tuljave 304
3,0 mm 4,0 mm 5,0 mm 6,0 mm 8,0 mm 10,0 mm 12,0 mm 14,0 mm 16,0 mm

 

Kemična sestava
Element AISI 304 / EN 1.4301
Ogljik ≤0,08
Mangan ≤2,00
Žveplo ≤0,030
fosfor ≤0,045
Silicij ≤0,75
Chromium 18,0~20,0
Nikelj 8,0~10,5
Dušik ≤0,10

 

Mehanske lastnosti
Meja tečenja 0,2 % zamik (MPa) Natezna trdnost (MPa) % raztezka (2” ali 50 mm) Trdota (HRB)
≥205 ≥515 ≥40 ≤92

 

V tej študiji je zasnova torzijskih in kompresijskih vzmeti mehanizma za zgibanje kril, ki se uporablja v raketi, obravnavana kot optimizacijski problem.Ko raketa zapusti izstrelitveno cev, je treba zaprta krila za določen čas odpreti in zavarovati.Cilj študije je bil povečati energijo, shranjeno v vzmeti, da bi se krila lahko razprla v najkrajšem možnem času.V tem primeru je bila enačba energije v obeh publikacijah definirana kot funkcija cilja v procesu optimizacije.Premer žice, premer tuljave, število tuljav in parametri upogiba, potrebni za zasnovo vzmeti, so bili definirani kot optimizacijske spremenljivke.Obstajajo geometrijske omejitve spremenljivk zaradi velikosti mehanizma, pa tudi omejitve varnostnega faktorja zaradi obremenitve, ki jo prenašajo vzmeti.Za rešitev tega optimizacijskega problema in izvedbo zasnove vzmeti je bil uporabljen algoritem medonosne čebele (BA).Energijske vrednosti, pridobljene z BA, so boljše od tistih, pridobljenih iz prejšnjih študij Design of Experiments (DOE).Vzmeti in mehanizmi, zasnovani s parametri, pridobljenimi z optimizacijo, so bili najprej analizirani v programu ADAMS.Nato so bili izvedeni eksperimentalni preizkusi z integracijo izdelanih vzmeti v realne mehanizme.Kot rezultat testa je bilo ugotovljeno, da so se krila odprla po približno 90 milisekundah.Ta vrednost je precej pod ciljem projekta 200 ms.Poleg tega je razlika med analitičnimi in eksperimentalnimi rezultati le 16 ms.
V letalih in ladijskih vozilih so zložljivi mehanizmi kritični.Ti sistemi se uporabljajo pri modifikacijah in predelavah letal za izboljšanje zmogljivosti letenja in nadzora.Odvisno od načina letenja se krila različno zložijo in razprejo, da zmanjšajo aerodinamični vpliv1.To situacijo lahko primerjamo z gibi kril nekaterih ptic in žuželk med vsakodnevnim letenjem in potapljanjem.Podobno se jadralna letala v podvodnih plovilih zložijo in razprejo, da se zmanjšajo hidrodinamični učinki in poveča vodljivost3.Še en namen teh mehanizmov je zagotoviti volumetrične prednosti sistemom, kot je zlaganje propelerja 4 helikopterja za shranjevanje in transport.Tudi krila rakete se zložijo, da zmanjšajo prostor za shranjevanje.Tako je več projektilov mogoče postaviti na manjšo površino lansirne naprave 5. Komponente, ki se učinkovito uporabljajo pri zlaganju in odvijanju, so običajno vzmeti.V trenutku zlaganja se energija v njem shrani in sprosti v trenutku odvijanja.Zaradi svoje prožne strukture sta shranjena in sproščena energija izenačena.Vzmet je v glavnem zasnovana za sistem in ta zasnova predstavlja problem optimizacije6.Čeprav vključuje različne spremenljivke, kot so premer žice, premer tuljave, število obratov, kot vijačnice in vrsta materiala, obstajajo tudi merila, kot so masa, prostornina, najmanjša porazdelitev napetosti ali največja razpoložljivost energije7.
Ta študija osvetljuje zasnovo in optimizacijo vzmeti za mehanizme za zlaganje kril, ki se uporabljajo v raketnih sistemih.Ko so pred poletom znotraj izstrelitvene cevi, krila ostanejo zložena na površini rakete, po izhodu iz izstrelitvene cevi pa se za določen čas razprejo in ostanejo pritisnjena na površje.Ta proces je ključnega pomena za pravilno delovanje rakete.V razvitem zložljivem mehanizmu se odpiranje kril izvaja z vzvojnimi vzmeti, zaklepanje pa s kompresijskimi vzmeti.Za načrtovanje ustrezne vzmeti je treba izvesti postopek optimizacije.Znotraj vzmetne optimizacije so v literaturi različne aplikacije.
Paredes et al.8 je definiral največji faktor življenjske dobe ob utrujenosti kot objektivno funkcijo za načrtovanje vijačnih vzmeti in uporabil kvazi-Newtonovo metodo kot metodo optimizacije.Spremenljivke pri optimizaciji so bile opredeljene kot premer žice, premer tuljave, število ovojev in dolžina vzmeti.Drug parameter strukture vzmeti je material, iz katerega je izdelana.Zato je bilo to upoštevano pri načrtovanju in optimizacijskih študijah.Zebdi et al.9 je postavilo cilje največje togosti in najmanjše teže v objektivni funkciji v svoji študiji, kjer je bil faktor teže pomemben.V tem primeru so kot spremenljivke opredelili material vzmeti in geometrijske lastnosti.Kot optimizacijsko metodo uporabljajo genetski algoritem.V avtomobilski industriji je teža materialov koristna na več načinov, od zmogljivosti vozila do porabe goriva.Zmanjšanje teže ob optimizaciji vijačnih vzmeti za vzmetenje je dobro znana študija10.Bahshesh in Bahshesh11 sta pri svojem delu v okolju ANSYS opredelila materiale, kot so E-steklo, karbon in kevlar, kot spremenljivke s ciljem doseči najmanjšo težo in največjo natezno trdnost v različnih kompozitnih oblikah vzmetnih vzmeti.Proizvodni proces je ključnega pomena pri razvoju kompozitnih vzmeti.Tako pridejo v poštev različne spremenljivke pri optimizacijskem problemu, kot so proizvodna metoda, koraki v procesu in zaporedje teh korakov12,13.Pri načrtovanju vzmeti za dinamične sisteme je treba upoštevati lastne frekvence sistema.Priporočljivo je, da je prva naravna frekvenca vzmeti vsaj 5-10-krat večja od naravne frekvence sistema, da se izognete resonanci14.Taktak et al.7 se je odločil zmanjšati maso vzmeti in povečati prvo lastno frekvenco kot ciljni funkciji v zasnovi vijačne vzmeti.Uporabili so metode iskanja vzorcev, notranje točke, aktivne množice in genetskega algoritma v orodju za optimizacijo Matlab.Analitične raziskave so del raziskav spomladanskega načrtovanja, na tem področju pa je priljubljena metoda končnih elementov15.Patil in drugi16 so razvili optimizacijsko metodo za zmanjšanje teže kompresijske vijačne vzmeti z uporabo analitičnega postopka in testirali analitične enačbe z uporabo metode končnih elementov.Drugi kriterij za povečanje uporabnosti vzmeti je povečanje energije, ki jo lahko shrani.To ohišje tudi zagotavlja, da vzmet dolgo časa ohrani svojo uporabnost.Rahul in Rameshkumar17 Prizadevata si zmanjšati prostornino vzmeti in povečati deformacijsko energijo v modelih vijačnih vzmeti avtomobilov.Pri optimizacijskih raziskavah so uporabili tudi genetske algoritme.
Kot je razvidno, se parametri v študiji optimizacije razlikujejo od sistema do sistema.Na splošno so parametri togosti in strižne napetosti pomembni v sistemu, kjer je obremenitev, ki jo prenaša, odločilni dejavnik.Izbira materiala je vključena v sistem omejitve teže s tema dvema parametroma.Po drugi strani pa se lastne frekvence preverjajo, da bi se izognili resonancam v zelo dinamičnih sistemih.V sistemih, kjer je uporabnost pomembna, je energija največja.V optimizacijskih študijah, čeprav se FEM uporablja za analitične študije, je mogoče opaziti, da se metahevristični algoritmi, kot sta genetski algoritem14,18 in algoritem sivega volka19, uporabljajo skupaj s klasično Newtonovo metodo znotraj obsega določenih parametrov.Metaevristični algoritmi so bili razviti na podlagi naravnih adaptacijskih metod, ki se v kratkem času približajo optimalnemu stanju, predvsem pod vplivom populacije20,21.Z naključno porazdelitvijo populacije na območju iskanja se izogibajo lokalnim optimumom in se pomikajo proti globalnim optimumom22.Tako se je v zadnjih letih pogosto uporabljal v kontekstu resničnih industrijskih problemov23,24.
Kritičen primer zložljivega mehanizma, razvitega v tej študiji, je, da se krila, ki so bila pred poletom v zaprtem položaju, odprejo določen čas po izstopu iz cevi.Po tem blokirni element blokira krilo.Zato vzmeti ne vplivajo neposredno na dinamiko leta.V tem primeru je bil cilj optimizacije povečati shranjeno energijo za pospešitev gibanja vzmeti.Kot parametri optimizacije so bili definirani premer zvitka, premer žice, število zvitkov in upogib.Zaradi majhnosti vzmeti se teža ni štela za cilj.Zato je vrsta materiala opredeljena kot fiksna.Varnostna meja za mehanske deformacije je določena kot kritična omejitev.Poleg tega so v obseg mehanizma vključene spremenljive omejitve velikosti.Kot optimizacijska metoda je bila izbrana metahevristična metoda BA.BA je bil naklonjen zaradi svoje prožne in preproste strukture ter zaradi napredka v raziskavah mehanske optimizacije25.V drugem delu študije so podrobni matematični izrazi vključeni v okvir osnovne zasnove in zasnove vzmeti zložljivega mehanizma.Tretji del vsebuje optimizacijski algoritem in rezultate optimizacije.Poglavje 4 izvaja analizo v programu ADAMS.Ustreznost vzmeti se analizira pred izdelavo.Zadnji del vsebuje eksperimentalne rezultate in testne slike.Rezultate, pridobljene v študiji, smo primerjali tudi s prejšnjim delom avtorjev s pristopom DOE.
Krila, razvita v tej študiji, bi se morala zložiti proti površini rakete.Krila se vrtijo iz zloženega v razgrnjen položaj.Za to je bil razvit poseben mehanizem.Na sl.1 prikazuje zloženo in razgrnjeno konfiguracijo5 v koordinatnem sistemu rakete.
Na sl.2 prikazuje prerez mehanizma.Mehanizem je sestavljen iz več mehanskih delov: (1) glavno telo, (2) krilna gred, (3) ležaj, (4) telo zaklepa, (5) zaklepna puša, (6) omejevalni zatič, (7) torzijska vzmet in ( 8) tlačne vzmeti.Krilna gred (2) je preko zaporne tulke (4) povezana z vzmetno vzmetjo (7).Po vzletu rakete se vsi trije deli vrtijo hkrati.S tem rotacijskim gibanjem se krila obrnejo v končni položaj.Zatem se zatič (6) aktivira s tlačno vzmetjo (8), s čimer se blokira celoten mehanizem zaklepnega telesa (4)5.
Elastični modul (E) in strižni modul (G) sta ključna konstrukcijska parametra vzmeti.V tej študiji je bila kot vzmetni material izbrana visokoogljična vzmetna jeklena žica (glasbena žica ASTM A228).Drugi parametri so premer žice (d), povprečni premer tuljave (Dm), število tuljav (N) in upogib vzmeti (xd za tlačne vzmeti in θ za torzijske vzmeti)26.Shranjeno energijo za tlačne vzmeti \({(SE}_{x})\) in torzijske (\({SE}_{\theta}\)) vzmeti je mogoče izračunati iz enačbe.(1) in (2)26.(Vrednost strižnega modula (G) za tlačno vzmet je 83,7E9 Pa, vrednost elastičnega modula (E) za torzijsko vzmet pa 203,4E9 Pa.)
Mehanske dimenzije sistema neposredno določajo geometrijske omejitve vzmeti.Poleg tega je treba upoštevati tudi pogoje, v katerih se bo raketa nahajala.Ti dejavniki določajo meje parametrov vzmeti.Druga pomembna omejitev je varnostni faktor.Opredelitev varnostnega faktorja so podrobno opisali Shigley et al.26.Varnostni faktor kompresijske vzmeti (SFC) je opredeljen kot največja dovoljena napetost, deljena z napetostjo na neprekinjeni dolžini.SFC je mogoče izračunati z uporabo enačb.(3), (4), (5) in (6)26.(Za vzmetni material, uporabljen v tej študiji, \({S}_{sy}=980 MPa\)).F predstavlja silo v enačbi, KB pa Bergstrasserjev faktor 26.
Torzijski varnostni faktor vzmeti (SFT) je opredeljen kot M deljeno s k.SFT je mogoče izračunati iz enačbe.(7), (8), (9) in (10)26.(Za material, uporabljen v tej študiji, \({S}_{y}=1600 \mathrm{MPa}\)).V enačbi se M uporablja za navor, \({k}^{^{\prime}}\) se uporablja za konstanto vzmeti (navor/vrtenje), Ki pa za korekcijski faktor napetosti.
Glavni cilj optimizacije v tej študiji je povečati energijo vzmeti.Ciljna funkcija je oblikovana za iskanje \(\overrightarrow{\{X\}}\), ki maksimizira \(f(X)\).\({f}_{1}(X)\) in \({f}_{2}(X)\) sta energijski funkciji tlačne oziroma torzijske vzmeti.Izračunane spremenljivke in funkcije, uporabljene za optimizacijo, so prikazane v naslednjih enačbah.
Različne omejitve, ki veljajo za zasnovo vzmeti, so podane v naslednjih enačbah.Enačbi (15) in (16) predstavljata varnostne faktorje za tlačne oziroma torzijske vzmeti.V tej študiji mora biti SFC večji ali enak 1,2, SFT pa mora biti večji ali enak θ26.
BA je bil navdihnjen s strategijami čebel za iskanje cvetnega prahu27.Čebele iščejo tako, da pošljejo več nabiralk na rodovitna polja s cvetnim prahom in manj nabiralk na manj rodovitna polja s cvetnim prahom.Tako je dosežen največji izkoristek čebelje populacije.Po drugi strani pa čebele izvidnice še naprej iščejo nova območja s cvetnim prahom in če bo produktivnih območij več kot prej, bo veliko zbiralk usmerjenih na to novo območje28.BA je sestavljen iz dveh delov: lokalnega iskanja in globalnega iskanja.Lokalno iskanje išče več skupnosti blizu minimuma (elitna spletna mesta), kot so čebele, in manj na drugih spletnih mestih (optimalna ali predstavljena spletna mesta).Poljubno iskanje se izvede v delu globalnega iskanja in če so najdene dobre vrednosti, se postaje v naslednji iteraciji premaknejo v del lokalnega iskanja.Algoritem vsebuje nekaj parametrov: število čebel izvidnic (n), število lokalnih iskalnih mest (m), število elitnih mest (e), število zbiralk v elitnih mestih (nep), število zbiralk v optimalna območja.Mesto (nsp), velikost soseske (ngh) in število ponovitev (I)29.Psevdokoda BA je prikazana na sliki 3.
Algoritem poskuša delovati med \({g}_{1}(X)\) in \({g}_{2}(X)\).Kot rezultat vsake iteracije se določijo optimalne vrednosti in okoli teh vrednosti se zbere populacija v poskusu pridobitve najboljših vrednosti.Omejitve so preverjene v razdelkih lokalnega in globalnega iskanja.Če so ti dejavniki ustrezni, se pri lokalnem iskanju izračuna energijska vrednost.Če je nova vrednost energije večja od optimalne vrednosti, novo vrednost dodelite optimalni vrednosti.Če je najboljša vrednost, najdena v rezultatu iskanja, večja od trenutnega elementa, bo novi element vključen v zbirko.Blokovni diagram lokalnega iskanja je prikazan na sliki 4.
Prebivalstvo je eden ključnih parametrov v BA.Iz prejšnjih študij je razvidno, da razširitev populacije zmanjša število potrebnih ponovitev in poveča verjetnost uspeha.Povečuje pa se tudi število funkcionalnih ocen.Prisotnost velikega števila elitnih mest ne vpliva bistveno na uspešnost.Število elitnih mest je lahko nizko, če ni nič30.Velikost populacije čebel tabornic (n) je običajno izbrana med 30 in 100. V tej študiji so za določitev ustreznega števila izvedli tako 30 kot 50 scenarijev (tabela 2).Ostali parametri so določeni glede na populacijo.Število izbranih lokacij (m) je (približno) 25 % velikosti populacije, število elitnih lokacij (e) med izbranimi mesti pa 25 % m.Število krmnih čebel (število iskanj) je bilo izbrano 100 za elitne parcele in 30 za druge lokalne parcele.Iskanje po soseski je osnovni koncept vseh evolucijskih algoritmov.V tej študiji je bila uporabljena metoda zoženih sosedov.Ta metoda zmanjša velikost soseske z določeno hitrostjo med vsako ponovitvijo.V prihodnjih iteracijah se lahko za natančnejše iskanje uporabijo manjše vrednosti soseske30.
Za vsak scenarij je bilo izvedenih deset zaporednih testov za preverjanje ponovljivosti optimizacijskega algoritma.Na sl.5 prikazuje rezultate optimizacije torzijske vzmeti za shemo 1, na sl.6 – za shemo 2. Testni podatki so podani tudi v tabelah 3 in 4 (tabela z rezultati, dobljenimi za tlačno vzmet, je v Dodatnih informacijah S1).Čebelja populacija intenzivira iskanje dobrih vrednosti v prvi ponovitvi.V scenariju 1 so bili rezultati nekaterih testov pod maksimumom.V scenariju 2 je razvidno, da se vsi rezultati optimizacije približujejo maksimumu zaradi povečanja populacije in drugih pomembnih parametrov.Vidimo lahko, da vrednosti v scenariju 2 zadostujejo za algoritem.
Pri pridobivanju največje vrednosti energije v iteracijah je kot omejitev za študijo naveden tudi varnostni faktor.Za varnostni faktor glejte tabelo.Energijske vrednosti, dobljene z BA, so primerjane s tistimi, dobljenimi z metodo 5 DOE v tabeli 5. (Zaradi lažje izdelave je število obratov (N) torzijske vzmeti 4,9 namesto 4,88, upogib (xd) ) je 8 mm namesto 7,99 mm v tlačni vzmeti.) Vidi se, da je BA boljši rezultat.BA oceni vse vrednosti z lokalnimi in globalnimi iskanji.Tako lahko hitreje preizkusi več alternativ.
V tej študiji je bil Adams uporabljen za analizo gibanja krilnega mehanizma.Adams najprej dobi 3D model mehanizma.Nato definirajte vzmet s parametri, izbranimi v prejšnjem razdelku.Poleg tega je treba za dejansko analizo določiti še nekatere druge parametre.To so fizikalni parametri, kot so povezave, lastnosti materiala, kontakt, trenje in gravitacija.Med gredjo rezila in ležajem je vrtljivi spoj.Obstaja 5-6 cilindričnih sklepov.Obstaja 5-1 fiksnih sklepov.Glavno ohišje je izdelano iz aluminijastega materiala in pritrjeno.Material preostalih delov je jeklo.Glede na vrsto materiala izberite koeficient trenja, kontaktno togost in globino preboja torne površine.(nerjaveče jeklo AISI 304) V tej študiji je kritični parameter čas odpiranja krilnega mehanizma, ki mora biti manjši od 200 ms.Zato med analizo bodite pozorni na čas odpiranja kril.
Kot rezultat Adamsove analize je čas odpiranja krilnega mehanizma 74 milisekund.Rezultati dinamične simulacije od 1 do 4 so prikazani na sliki 7. Prva slika na sliki.5 je začetni čas simulacije in krila so v čakalnem položaju za zlaganje.(2) Prikaže položaj krila po 40 ms, ko se je krilo zavrtelo za 43 stopinj.(3) prikazuje položaj krila po 71 milisekundah.Tudi na zadnji sliki (4) je prikazan konec obrata krila in odprt položaj.Kot rezultat dinamične analize je bilo ugotovljeno, da je mehanizem za odpiranje kril bistveno krajši od ciljne vrednosti 200 ms.Poleg tega so bile pri dimenzioniranju vzmeti varnostne meje izbrane med najvišjimi vrednostmi, priporočenimi v literaturi.
Po zaključku vseh projektnih, optimizacijskih in simulacijskih študij je bil izdelan in integriran prototip mehanizma.Prototip je bil nato testiran, da bi preverili rezultate simulacije.Najprej pritrdite glavno lupino in zložite krila.Nato so krila sprostili iz zloženega položaja in naredili videoposnetek rotacije kril iz zloženega položaja v razprtega.Časovnik je bil uporabljen tudi za analizo časa med snemanjem videa.
Na sl.8 prikazuje video okvirje, oštevilčene od 1 do 4.Okvir številka 1 na sliki prikazuje trenutek sprostitve zloženih kril.Ta trenutek velja za začetni trenutek časa t0.Okvirja 2 in 3 prikazujeta položaje kril 40 ms in 70 ms po začetnem trenutku.Pri analizi okvirjev 3 in 4 je razvidno, da se gibanje krila stabilizira 90 ms po t0, odpiranje krila pa se zaključi med 70 in 90 ms.Ta situacija pomeni, da tako simulacija kot testiranje prototipa dajeta približno enak čas namestitve krila, zasnova pa izpolnjuje zahteve glede zmogljivosti mehanizma.
V tem članku so torzijske in kompresijske vzmeti, ki se uporabljajo v mehanizmu za zlaganje kril, optimizirane z uporabo BA.Parametre je mogoče hitro doseči z nekaj ponovitvami.Torzijska vzmet je ocenjena na 1075 mJ, tlačna vzmet pa je ocenjena na 37,24 mJ.Te vrednosti so 40-50% boljše od prejšnjih študij DOE.Vzmet je integrirana v mehanizem in analizirana v programu ADAMS.Pri analizi je bilo ugotovljeno, da so se krila odprla v 74 milisekundah.Ta vrednost je precej pod ciljem projekta 200 milisekund.V naslednji eksperimentalni študiji je bil izmerjen čas vklopa približno 90 ms.Ta 16-milisekundna razlika med analizami je lahko posledica okoljskih dejavnikov, ki niso modelirani v programski opremi.Verjame se, da se optimizacijski algoritem, pridobljen kot rezultat študije, lahko uporablja za različne zasnove vzmeti.
Material vzmeti je bil vnaprej določen in ni bil uporabljen kot spremenljivka pri optimizaciji.Ker se v letalih in raketah uporablja veliko različnih vrst vzmeti, bo BA uporabljen za oblikovanje drugih vrst vzmeti z uporabo različnih materialov, da bi dosegli optimalno zasnovo vzmeti v prihodnjih raziskavah.
Izjavljamo, da je ta rokopis izviren, da še ni bil objavljen in trenutno ni v obravnavi za objavo drugje.
Vsi podatki, ustvarjeni ali analizirani v tej študiji, so vključeni v ta objavljeni članek [in datoteko z dodatnimi informacijami].
Min, Z., Kin, VK in Richard, LJ Letalo Posodobitev koncepta aerodinamičnega profila z radikalnimi geometrijskimi spremembami.IES J. Del A Civilizacija.spojina.projekt.3(3), 188–195 (2010).
Sun, J., Liu, K. in Bhushan, B. Pregled zadnjega krila hrošča: struktura, mehanske lastnosti, mehanizmi in biološki navdih.J. Meha.Vedenje.Biomedicinska znanost.alma mater.94, 63–73 (2019).
Chen, Z., Yu, J., Zhang, A. in Zhang, F. Zasnova in analiza zložljivega pogonskega mehanizma za hibridno podvodno jadralno letalo.Oceansko inženirstvo 119, 125–134 (2016).
Kartik, HS in Prithvi, K. Oblikovanje in analiza zložljivega mehanizma helikopterskega vodoravnega stabilizatorja.notranji J. Ing.rezervoar za shranjevanje.tehnologije.(IGERT) 9(05), 110–113 (2020).
Kulunk, Z. in Sahin, M. Optimizacija mehanskih parametrov zasnove zložljivega raketnega krila z uporabo pristopa eksperimentalne zasnove.notranji J. Model.optimizacija.9(2), 108–112 (2019).
Ke, J., Wu, ZY, Liu, YS, Xiang, Z. & Hu, XD Metoda načrtovanja, študija učinkovitosti in proizvodni proces kompozitnih vijačnih vzmeti: pregled.sestaviti.spojina.252, 112747 (2020).
Taktak M., Omheni K., Alui A., Dammak F. in Khaddar M. Dinamična optimizacija oblikovanja vijačnih vzmeti.Prijavite se za zvok.77, 178–183 (2014).
Paredes, M., Sartor, M. in Mascle, K. Postopek za optimizacijo zasnove nateznih vzmeti.računalnik.uporaba metode.krzno.projekt.191 (8-10), 783-797 (2001).
Zebdi O., Bouhili R. in Trochu F. Optimalna zasnova kompozitnih vijačnih vzmeti z uporabo optimizacije z več cilji.J. Reinf.plastika.sestaviti.28 (14), 1713–1732 (2009).
Pawart, HB in Desale, DD Optimizacija vijačnih vzmeti sprednjega vzmetenja tricikla.postopek.proizvajalec.20, 428–433 (2018).
Bahshesh M. in Bahshesh M. Optimizacija jeklenih vijačnih vzmeti s kompozitnimi vzmetmi.interna J. Multidisciplinarna.znanost.projekt.3(6), 47–51 (2012).
Chen, L. et al.Spoznajte več parametrov, ki vplivajo na statično in dinamično zmogljivost kompozitnih vijačnih vzmeti.J. Tržnica.rezervoar za shranjevanje.20, 532–550 (2022).
Frank, J. Analiza in optimizacija kompozitnih spiralnih vzmeti, doktorska disertacija, Sacramento State University (2020).
Gu, Z., Hou, X. in Ye, J. Metode za načrtovanje in analizo nelinearnih vijačnih vzmeti z uporabo kombinacije metod: analiza končnih elementov, latinsko hiperkocko omejeno vzorčenje in genetsko programiranje.postopek.Inštitut za krzno.projekt.CJ Mecha.projekt.znanost.235 (22), 5917–5930 (2021).
Wu, L., et al.Večžilne vijačne vzmeti z nastavljivo hitrostjo vzmeti iz ogljikovih vlaken: študija zasnove in mehanizma.J. Tržnica.rezervoar za shranjevanje.9 (3), 5067–5076 (2020).
Patil DS, Mangrulkar KS in Jagtap ST Optimizacija teže kompresijskih vijačnih vzmeti.notranji J. Innov.rezervoar za shranjevanje.Multidisciplinarno.2(11), 154–164 (2016).
Rahul, MS in Rameshkumar, K. Večnamenska optimizacija in numerična simulacija vijačnih vzmeti za avtomobilske aplikacije.alma mater.proces danes.46, 4847–4853 (2021).
Bai, JB et al.Definiranje najboljše prakse – optimalno načrtovanje kompozitnih vijačnih struktur z uporabo genetskih algoritmov.sestaviti.spojina.268, 113982 (2021).
Shahin, I., Dorterler, M. in Gokche, H. Uporaba optimizacijske metode 灰狼, ki temelji na optimizaciji najmanjše prostornine zasnove tlačne vzmeti, Ghazi J. Engineering Science, 3(2), 21–27 ( 2017).
Aye, KM, Foldy, N., Yildiz, AR, Burirat, S. in Sait, SM Metahevristika z uporabo več agentov za optimizacijo zrušitev.notranji J. Veh.dec.80 (2–4), 223–240 (2019).
Yildyz, AR in Erdash, MU Nov hibridni optimizacijski algoritem skupine Taguchi-salpa za zanesljivo načrtovanje resničnih inženirskih problemov.alma mater.test.63(2), 157–162 (2021).
Yildiz BS, Foldi N., Burerat S., Yildiz AR in Sait SM Zanesljiva zasnova robotskih prijemalnih mehanizmov z uporabo novega algoritma za optimizacijo hibridne kobilice.strokovnjak.sistem.38(3), e12666 (2021).

 


Čas objave: 21. marca 2023