AISI 304/304L Paslanmayan polad boru kəmərinin kimyəvi komponenti, Bal arısı alqoritmindən istifadə edərək qatlanan qanad yay parametrlərinin optimallaşdırılması

Nature.com saytına daxil olduğunuz üçün təşəkkür edirik.Siz məhdud CSS dəstəyi ilə brauzer versiyasından istifadə edirsiniz.Ən yaxşı təcrübə üçün sizə yenilənmiş brauzerdən istifadə etməyi tövsiyə edirik (və ya Internet Explorer-də Uyğunluq rejimini söndürün).Bundan əlavə, davamlı dəstəyi təmin etmək üçün biz saytı üslub və JavaScript olmadan göstəririk.
Hər slaydda üç məqalə göstərən slayderlər.Slaydlar arasında hərəkət etmək üçün geri və sonrakı düymələrdən və ya hər slaydda hərəkət etmək üçün sonundakı slayd nəzarətçi düymələrindən istifadə edin.

AISI 304/304L Paslanmayan polad kapilyar qıvrımlı boru

AISI 304 paslanmayan polad rulon əla müqavimətə malik hərtərəfli məhsuldur və yaxşı formalaşdırılma və qaynaq qabiliyyəti tələb edən müxtəlif tətbiqlər üçün uyğundur.

Sheye Metal ehtiyatları 0,3 mm-dən 16 mm-ə qədər qalınlıqda 304 rulon və 2B bitirmə, BA bitirmə, №4 bitirmə həmişə mövcuddur.

Üç növ səthə əlavə olaraq, 304 paslanmayan polad rulon müxtəlif səth bitirmələri ilə çatdırıla bilər.304 dərəcəli paslanmayan əsas qeyri-dəmir tərkib hissəsi kimi həm Cr (adətən 18%), həm də nikel (adətən 8%) metalları ehtiva edir.

Bu tip rulonlar tipik olaraq östenitik paslanmayan poladdır, standart Cr-Ni paslanmayan polad ailəsinə aiddir.

Onlar adətən məişət və istehlak malları, mətbəx avadanlıqları, daxili və açıq örtüklər, tutacaqlar və pəncərə çərçivələri, qida və içki sənayesi avadanlıqları, saxlama çənləri üçün istifadə olunur.

Bu işdə raketdə istifadə edilən qanad bükmə mexanizminin burulma və sıxma yaylarının dizaynı optimallaşdırma problemi kimi nəzərdən keçirilir.Raket buraxılış borusunu tərk etdikdən sonra qapalı qanadlar müəyyən müddətə açılmalı və sabitlənməlidir.Tədqiqatın məqsədi bulaqlarda toplanan enerjini maksimuma çatdırmaq idi ki, qanadlar ən qısa müddətdə açıla bilsin.Bu halda, hər iki nəşrdə enerji tənliyi optimallaşdırma prosesində məqsəd funksiyası kimi müəyyən edilmişdir.Yay dizaynı üçün tələb olunan telin diametri, rulonun diametri, rulonların sayı və əyilmə parametrləri optimallaşdırma dəyişənləri kimi müəyyən edilmişdir.Mexanizmin ölçüsünə görə dəyişənlərdə həndəsi məhdudiyyətlər, eləcə də yayların daşıdığı yükə görə təhlükəsizlik amilinə dair məhdudiyyətlər var.Bu optimallaşdırma problemini həll etmək və yay dizaynını yerinə yetirmək üçün bal arısı (BA) alqoritmi istifadə edilmişdir.BA ilə əldə edilən enerji dəyərləri əvvəlki Təcrübələrin Dizaynı (DOE) tədqiqatlarından əldə edilənlərdən daha üstündür.Optimallaşdırmadan əldə edilən parametrlərdən istifadə etməklə dizayn edilmiş yaylar və mexanizmlər ilk olaraq ADAMS proqramında təhlil edilmişdir.Bundan sonra istehsal olunan yayların real mexanizmlərə inteqrasiyası ilə eksperimental sınaqlar aparılmışdır.Sınaq nəticəsində qanadların təxminən 90 millisaniyə sonra açıldığı müşahidə edilib.Bu dəyər layihənin 200ms hədəfindən xeyli aşağıdır.Bundan əlavə, analitik və eksperimental nəticələr arasındakı fərq cəmi 16 ms-dir.
Təyyarə və dəniz nəqliyyat vasitələrində qatlanan mexanizmlər çox vacibdir.Bu sistemlər uçuş performansını və idarəetməni yaxşılaşdırmaq üçün təyyarə modifikasiyalarında və çevrilmələrində istifadə olunur.Uçuş rejimindən asılı olaraq, aerodinamik təsiri azaltmaq üçün qanadlar fərqli şəkildə qatlanır və açılır1.Bu vəziyyəti bəzi quşların və həşəratların gündəlik uçuş və suya dalış zamanı qanadlarının hərəkəti ilə müqayisə etmək olar.Eynilə, hidrodinamik effektləri azaltmaq və idarəetməni maksimum dərəcədə artırmaq üçün sualtı gəmilərdə planerlər qatlanır və açılır3.Bu mexanizmlərin başqa bir məqsədi, saxlama və daşıma üçün vertolyot pervanesinin 4 qatlanması kimi sistemlərə həcm üstünlükləri təmin etməkdir.Saxlama yerini azaltmaq üçün raketin qanadları da aşağı qatlanır.Beləliklə, 5-ci başlatma qurğusunun daha kiçik sahəsinə daha çox raket yerləşdirilə bilər. Bükülmə və açılma zamanı səmərəli istifadə olunan komponentlər adətən yaylardır.Bükülmə anında enerji onda yığılır və açılma anında sərbəst buraxılır.Çevik quruluşu sayəsində yığılmış və sərbəst buraxılan enerji bərabərləşir.Yay əsasən sistem üçün nəzərdə tutulub və bu dizayn optimallaşdırma problemini təqdim edir6.Çünki o, naqilin diametri, bobin diametri, dönmələrin sayı, spiral bucağı və materialın növü kimi müxtəlif dəyişənləri əhatə edərkən, kütlə, həcm, minimum gərginlik paylanması və ya maksimum enerjinin mövcudluğu7 kimi meyarlar da var.
Bu araşdırma raket sistemlərində istifadə edilən qanad qatlama mexanizmləri üçün yayların dizaynı və optimallaşdırılmasına işıq salır.Uçuşdan əvvəl buraxılış borusunun içərisində olan qanadlar raketin səthində qatlanmış vəziyyətdə qalır və buraxılış borusundan çıxdıqdan sonra müəyyən müddət ərzində açılaraq səthə sıxılmış vəziyyətdə qalırlar.Bu proses raketin düzgün işləməsi üçün çox vacibdir.İnkişaf etdirilmiş qatlama mexanizmində qanadların açılması burulma yayları ilə, kilidləmə isə sıxılma yayları ilə həyata keçirilir.Uyğun bir yayı dizayn etmək üçün optimallaşdırma prosesi aparılmalıdır.Yaz optimallaşdırması çərçivəsində ədəbiyyatda müxtəlif tətbiqlər mövcuddur.
Paredes və s.8 maksimum yorğunluq ömrü amilini spiral yayların layihələndirilməsi üçün obyektiv funksiya kimi müəyyən etmiş və optimallaşdırma metodu kimi kvazi-Nyuton metodundan istifadə etmişlər.Optimallaşdırmada dəyişənlər telin diametri, bobin diametri, növbələrin sayı və yayın uzunluğu kimi müəyyən edilmişdir.Yay strukturunun başqa bir parametri onun hazırlandığı materialdır.Buna görə dizayn və optimallaşdırma tədqiqatlarında bu nəzərə alınıb.Zebdi və b.9 çəki amilinin əhəmiyyətli olduğu tədqiqatlarında məqsəd funksiyasında maksimum sərtlik və minimum çəki məqsədləri qoydular.Bu halda, onlar yay materialını və həndəsi xüsusiyyətləri dəyişənlər kimi təyin etdilər.Onlar optimallaşdırma metodu kimi genetik alqoritmdən istifadə edirlər.Avtomobil sənayesində materialların çəkisi avtomobil performansından tutmuş yanacaq sərfiyyatına qədər bir çox cəhətdən faydalıdır.Süspansiyon üçün yayların optimallaşdırılması zamanı çəkinin minimuma endirilməsi tanınmış tədqiqatdır10.Bahshesh və Bahshesh11 müxtəlif asma yay kompozit dizaynlarında minimum çəki və maksimum dartılma gücünə nail olmaq məqsədi ilə ANSYS mühitində işlərində dəyişənlər kimi E-şüşə, karbon və Kevlar kimi materialları müəyyən etdilər.İstehsal prosesi kompozit yayların hazırlanmasında mühüm əhəmiyyət kəsb edir.Beləliklə, optimallaşdırma problemində istehsal üsulu, prosesdə atılan addımlar və bu addımların ardıcıllığı kimi müxtəlif dəyişənlər meydana çıxır12,13.Dinamik sistemlər üçün yayların layihələndirilməsi zamanı sistemin təbii tezlikləri nəzərə alınmalıdır.Rezonansın qarşısını almaq üçün yayın ilk təbii tezliyinin sistemin təbii tezliyindən ən azı 5-10 dəfə çox olması tövsiyə olunur14.Taktak və b.7, yay kütləsini minimuma endirmək və spiral yayın dizaynında obyektiv funksiyalar kimi ilk təbii tezliyi maksimuma çatdırmaq qərarına gəldi.Onlar Matlab optimallaşdırma alətində nümunə axtarışı, daxili nöqtə, aktiv dəst və genetik alqoritm üsullarından istifadə ediblər.Analitik tədqiqatlar yaz dizaynı tədqiqatının bir hissəsidir və Sonlu Elementlər Metodunun bu sahədə məşhur olduğu15.Patil et al.16 analitik prosedurdan istifadə etməklə sıxılma spiral yayının çəkisini azaltmaq üçün optimallaşdırma metodunu işləyib hazırlamış və sonlu elementlər metodundan istifadə edərək analitik tənlikləri sınaqdan keçirmişlər.Yayın faydalılığını artırmaq üçün başqa bir meyar onun saxlaya biləcəyi enerjinin artmasıdır.Bu hal həm də yayın uzun müddət öz faydalılığını saxlamasını təmin edir.Rahul və Rameshkumar17 Avtomobil yay dizaynlarında yayın həcmini azaltmağa və gərginlik enerjisini artırmağa çalışırlar.Onlar həmçinin optimallaşdırma tədqiqatlarında genetik alqoritmlərdən istifadə ediblər.
Göründüyü kimi, optimallaşdırma tədqiqatında parametrlər sistemdən sistemə dəyişir.Ümumiyyətlə, daşıdığı yükün müəyyənedici amil olduğu bir sistemdə sərtlik və kəsmə gərginliyi parametrləri vacibdir.Material seçimi bu iki parametrlə çəki limiti sisteminə daxildir.Digər tərəfdən, yüksək dinamik sistemlərdə rezonansların qarşısını almaq üçün təbii tezliklər yoxlanılır.Faydalılığın vacib olduğu sistemlərdə enerji maksimuma çatdırılır.Optimallaşdırma işlərində FEM analitik tədqiqatlar üçün istifadə edilsə də, genetik alqoritm14,18 və boz canavar alqoritmi19 kimi metaevristik alqoritmlərin müəyyən parametrlər diapazonunda klassik Nyuton üsulu ilə birlikdə istifadə edildiyini görmək olar.Qısa müddət ərzində, xüsusən də əhalinin təsiri altında optimal vəziyyətə yaxınlaşan təbii uyğunlaşma üsulları əsasında metaevristik alqoritmlər işlənib hazırlanmışdır20,21.Axtarış zonasında əhalinin təsadüfi paylanması ilə onlar yerli optimadan qaçır və qlobal optima22-yə doğru hərəkət edirlər.Beləliklə, son illərdə tez-tez real sənaye problemləri kontekstində istifadə olunur23,24.
Bu araşdırmada inkişaf etdirilən qatlama mexanizmi üçün kritik vəziyyət, uçuşdan əvvəl qapalı vəziyyətdə olan qanadların borudan ayrıldıqdan sonra müəyyən bir müddətdə açılmasıdır.Bundan sonra, kilidləmə elementi qanadın qarşısını alır.Buna görə yaylar birbaşa uçuş dinamikasına təsir göstərmir.Bu halda, optimallaşdırmanın məqsədi yayın hərəkətini sürətləndirmək üçün yığılan enerjini maksimuma çatdırmaq idi.Rulonun diametri, telin diametri, rulonların sayı və əyilmə optimallaşdırma parametrləri kimi müəyyən edilmişdir.Yayın ölçüsü kiçik olduğuna görə çəki məqsəd hesab edilmirdi.Buna görə də, material növü sabit olaraq müəyyən edilir.Mexanik deformasiyalar üçün təhlükəsizlik həddi kritik məhdudiyyət kimi müəyyən edilir.Bundan əlavə, mexanizmin əhatə dairəsinə dəyişən ölçülü məhdudiyyətlər daxildir.Optimallaşdırma metodu kimi BA metaevristik metodu seçilmişdir.BA çevik və sadə quruluşu və mexaniki optimallaşdırma tədqiqatlarında əldə etdiyi irəliləyişlərə görə üstünlük təşkil edirdi25.Tədqiqatın ikinci hissəsində, qatlama mexanizminin əsas dizaynı və yay dizaynı çərçivəsində ətraflı riyazi ifadələr daxil edilmişdir.Üçüncü hissədə optimallaşdırma alqoritmi və optimallaşdırma nəticələri var.Fəsil 4 ADAMS proqramında təhlil aparır.Yayların uyğunluğu istehsaldan əvvəl təhlil edilir.Son hissədə eksperimental nəticələr və sınaq şəkilləri var.Tədqiqatda əldə edilən nəticələr həmçinin DOE yanaşmasından istifadə edən müəlliflərin əvvəlki işləri ilə müqayisə edilmişdir.
Bu araşdırmada inkişaf etdirilən qanadlar raketin səthinə doğru bükülməlidir.Qanadlar qatlanmış vəziyyətdən açılmamış vəziyyətə fırlanır.Bunun üçün xüsusi mexanizm hazırlanıb.Əncirdə.Şəkil 1 raketin koordinat sistemində qatlanmış və açılmamış konfiqurasiyanı5 göstərir.
Əncirdə.2 mexanizmin bölmə görünüşünü göstərir.Mexanizm bir neçə mexaniki hissədən ibarətdir: (1) əsas gövdə, (2) qanad mili, (3) podşipnik, (4) kilid gövdəsi, (5) kilid kol, (6) dayandırıcı sancaq, (7) burulma yayı və ( 8 ) sıxılma yayları.Qanad şaftı (2) kilidləmə qolu (4) vasitəsilə burulma yayına (7) qoşulur.Raket havaya qalxdıqdan sonra hər üç hissə eyni vaxtda fırlanır.Bu fırlanma hərəkəti ilə qanadlar son vəziyyətinə dönürlər.Bundan sonra sancaq (6) sıxılma yayı (8) tərəfindən hərəkətə gətirilir və bununla da kilidləmə gövdəsinin (4)5 bütün mexanizmi bloklanır.
Elastik modul (E) və kəsmə modulu (G) yayın əsas dizayn parametrləridir.Bu işdə yay materialı olaraq yüksək karbon yaylı polad məftil (Musiqi teli ASTM A228) seçilmişdir.Digər parametrlər naqilin diametri (d), orta bobin diametri (Dm), rulonların sayı (N) və yayın əyilməsi (sıxılma yayları üçün xd və burulma yayları üçün θ)26.Sıxılma yayları \({(SE}_{x})\) və burulma (\({SE}_{\theta}\)) yayları üçün saxlanılan enerji tənlikdən hesablana bilər.(1) və (2)26.(Sıxılma yayı üçün kəsmə modulunun (G) dəyəri 83,7E9 Pa, burulma yayı üçün elastik modulun (E) dəyəri isə 203,4E9 Pa-dır.)
Sistemin mexaniki ölçüləri yayın həndəsi məhdudiyyətlərini birbaşa müəyyən edir.Bundan əlavə, raketin yerləşəcəyi şərtlər də nəzərə alınmalıdır.Bu amillər yay parametrlərinin hüdudlarını müəyyən edir.Digər mühüm məhdudiyyət təhlükəsizlik faktorudur.Təhlükəsizlik amilinin tərifi Şiqli və başqaları tərəfindən ətraflı təsvir edilmişdir.26.Sıxılma yayınının təhlükəsizlik əmsalı (SFC) maksimum icazə verilən gərginliyin davamlı uzunluqdakı gərginliyə bölünməsi kimi müəyyən edilir.SFC tənliklərdən istifadə edərək hesablana bilər.(3), (4), (5) və (6)26.(Bu tədqiqatda istifadə olunan yay materialı üçün, \({S}_{sy}=980 MPa\)).F tənlikdəki qüvvəni, KB isə 26-lıq Berqstrasser faktorunu təmsil edir.
Yayın burulma təhlükəsizlik əmsalı (SFT) M-nin k-ə bölünməsi kimi müəyyən edilir.SFT tənlikdən hesablana bilər.(7), (8), (9) və (10)26.(Bu tədqiqatda istifadə olunan material üçün, \({S}_{y}=1600 \mathrm{MPa}\)).Tənlikdə M fırlanma anı üçün, \({k}^{^{\prime}}\) yay sabiti (fırlanma momenti/fırlanma) üçün, Ki isə gərginliyin düzəldilməsi əmsalı üçün istifadə olunur.
Bu işdə əsas optimallaşdırma məqsədi yayın enerjisini maksimuma çatdırmaqdır.Məqsəd funksiyası \(f(X)\-ni maksimuma çatdıran \(\overrightarrow{\{X\}}\) tapmaq üçün tərtib edilmişdir.\({f}_{1}(X)\) və \({f}_{2}(X)\) müvafiq olaraq sıxma və burulma yayının enerji funksiyalarıdır.Optimallaşdırma üçün istifadə olunan hesablanmış dəyişənlər və funksiyalar aşağıdakı tənliklərdə göstərilmişdir.
Yayın dizaynına qoyulan müxtəlif məhdudiyyətlər aşağıdakı tənliklərdə verilmişdir.Tənliklər (15) və (16) müvafiq olaraq sıxılma və burulma yayları üçün təhlükəsizlik amillərini təmsil edir.Bu araşdırmada SFC 1.2-dən böyük və ya ona bərabər, SFT isə θ26-dan böyük və ya ona bərabər olmalıdır.
BA arıların polen axtarma strategiyalarından ilhamlanıb27.Arılar məhsuldar tozcuq sahələrinə daha çox yem axtaranları, daha az məhsuldar polen sahələrinə isə daha az yemçi göndərməklə axtarış aparırlar.Beləliklə, arı populyasiyasından ən böyük səmərəlilik əldə edilir.Digər tərəfdən, kəşfiyyatçı arılar yeni tozcuq sahələri axtarmağa davam edir və əgər əvvəlkindən daha məhsuldar sahələr varsa, bir çox yemçi bu yeni sahəyə yönəldiləcək28.BA iki hissədən ibarətdir: yerli axtarış və qlobal axtarış.Yerli axtarış arılar kimi minimuma yaxın (elitar saytlar) daha çox icma və digər saytlarda (optimal və ya xüsusi seçilmiş saytlar) daha az icma axtarır.Qlobal axtarış hissəsində ixtiyari axtarış aparılır və yaxşı dəyərlər tapılarsa, növbəti iterasiyada stansiyalar yerli axtarış hissəsinə köçürülür.Alqoritm bəzi parametrləri ehtiva edir: kəşfiyyatçı arıların sayı (n), yerli axtarış saytlarının sayı (m), elit saytların sayı (e), elit ərazilərdəki yem toplayanların sayı (nep), optimal sahələr.Sayt (nsp), qonşuluq ölçüsü (ngh) və təkrarların sayı (I)29.BA psevdokodu Şəkil 3-də göstərilmişdir.
Alqoritm \({g}_{1}(X)\) və \({g}_{2}(X)\) arasında işləməyə çalışır.Hər iterasiya nəticəsində optimal dəyərlər müəyyən edilir və ən yaxşı dəyərləri əldə etmək üçün bu dəyərlər ətrafında əhali toplanır.Məhdudiyyətlər yerli və qlobal axtarış bölmələrində yoxlanılır.Yerli axtarışda, bu amillər uyğun olarsa, enerji dəyəri hesablanır.Yeni enerji dəyəri optimal dəyərdən böyükdürsə, yeni dəyəri optimal dəyərə təyin edin.Axtarış nəticəsində tapılan ən yaxşı dəyər cari elementdən böyükdürsə, yeni element kolleksiyaya daxil ediləcək.Lokal axtarışın blok diaqramı Şəkil 4-də göstərilmişdir.
Əhali BA-da əsas parametrlərdən biridir.Əvvəlki tədqiqatlardan görünə bilər ki, populyasiyanın genişləndirilməsi tələb olunan iterasiyaların sayını azaldır və uğur ehtimalını artırır.Bununla belə, funksional qiymətləndirmələrin sayı da artır.Çoxlu sayda elit saytların olması performansa əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərmir.Elit saytların sayı sıfırdan 30-a bərabər deyilsə, az ola bilər.Kəşfiyyatçı arı populyasiyasının ölçüsü (n) adətən 30 ilə 100 arasında seçilir. Bu tədqiqatda müvafiq sayı müəyyən etmək üçün həm 30, həm də 50 ssenari icra edilmişdir (Cədvəl 2).Digər parametrlər əhalidən asılı olaraq müəyyən edilir.Seçilmiş ərazilərin sayı (m) əhalinin sayının (təxminən) 25%-ni, seçilmiş ərazilər arasında elit sahələrin sayı (e) isə m-nin 25%-ni təşkil edir.Yemlənən arıların sayı (axtarışların sayı) elit sahələr üçün 100, digər yerli sahələr üçün isə 30 ədəd seçilib.Qonşuluq axtarışı bütün təkamül alqoritmlərinin əsas anlayışıdır.Bu işdə daralan qonşular metodundan istifadə edilmişdir.Bu üsul hər iterasiya zamanı məhəllənin ölçüsünü müəyyən sürətlə azaldır.Gələcək təkrarlamalarda daha dəqiq axtarış üçün daha kiçik qonşuluq dəyərlərindən30 istifadə edilə bilər.
Optimallaşdırma alqoritminin təkrarlanmasını yoxlamaq üçün hər bir ssenari üçün on ardıcıl sınaq aparıldı.Əncirdə.5, sxem 1 üçün burulma yayının optimallaşdırılmasının nəticələrini göstərir və şək.6 – sxem 2 üçün. Sınaq məlumatları da cədvəl 3 və 4-də verilmişdir (sıxılma yayı üçün əldə edilmiş nəticələri ehtiva edən cədvəl Əlavə Məlumat S1-də verilmişdir).Arı populyasiyası ilk iterasiyada yaxşı dəyərlər axtarışını gücləndirir.1-ci ssenaridə bəzi testlərin nəticələri maksimumdan aşağı olmuşdur.Ssenari 2-də əhalinin sayının artması və digər müvafiq parametrlər hesabına bütün optimallaşdırma nəticələrinin maksimuma yaxınlaşdığını görmək olar.Görünür ki, Ssenari 2-dəki dəyərlər alqoritm üçün kifayətdir.
İterasiyalarda enerjinin maksimum dəyərini əldə edərkən, tədqiqat üçün məhdudiyyət kimi təhlükəsizlik amili də təmin edilir.Təhlükəsizlik faktoru üçün cədvələ baxın.BA istifadə edərək əldə edilən enerji dəyərləri Cədvəl 5-də 5 DOE metodu ilə əldə edilənlərlə müqayisə edilir. (İstehsal asanlığı üçün burulma yayının növbələrinin sayı (N) 4,88 əvəzinə 4,9 və əyilmə (xd) ) sıxılma yayında 7,99 mm əvəzinə 8 mm-dir.) BA-nın daha yaxşı olduğu görülə bilər Nəticə.BA yerli və qlobal axtarışlar vasitəsilə bütün dəyərləri qiymətləndirir.Bu yolla o, daha sürətli alternativləri sınaya bilər.
Bu işdə Adams qanad mexanizminin hərəkətini təhlil etmək üçün istifadə edilmişdir.Adamsa əvvəlcə mexanizmin 3D modeli verilir.Sonra əvvəlki bölmədə seçilmiş parametrlərlə bir yayı təyin edin.Bundan əlavə, faktiki təhlil üçün bəzi digər parametrlər də müəyyən edilməlidir.Bunlar birləşmələr, material xüsusiyyətləri, təmas, sürtünmə və cazibə kimi fiziki parametrlərdir.Bıçaq mili ilə rulman arasında fırlanan birləşmə var.5-6 silindrik birləşmələr var.5-1 sabit birləşmə var.Əsas gövdə alüminium materialdan hazırlanır və bərkidilir.Qalan hissələrin materialı poladdır.Materialın növündən asılı olaraq sürtünmə əmsalını, kontakt sərtliyini və sürtünmə səthinin nüfuz dərinliyini seçin.(paslanmayan polad AISI 304) Bu işdə kritik parametr qanad mexanizminin 200 ms-dən az olması lazım olan açılış vaxtıdır.Buna görə də, analiz zamanı qanadın açılma vaxtına diqqət yetirin.
Adamsın təhlili nəticəsində qanad mexanizminin açılma vaxtı 74 millisaniyədir.1-dən 4-ə qədər dinamik simulyasiyanın nəticələri Şəkil 7-də göstərilmişdir. Şəkildəki birinci şəkil.5 simulyasiya başlama vaxtıdır və qanadlar bükülmək üçün gözləmə mövqeyindədir.(2) Qanad 43 dərəcə fırlandıqda 40 ms sonra qanadın vəziyyətini göstərir.(3) 71 millisaniyədən sonra qanadın mövqeyini göstərir.Həmçinin son şəkildə (4) qanadın dönüşünün sonu və açıq mövqeyi göstərilir.Dinamik təhlillər nəticəsində qanadların açılması mexanizminin 200 ms hədəf dəyərindən xeyli qısa olduğu müşahidə edilib.Bundan əlavə, yayların ölçüsünü təyin edərkən təhlükəsizlik hədləri ədəbiyyatda tövsiyə olunan ən yüksək dəyərlərdən seçildi.
Bütün dizayn, optimallaşdırma və simulyasiya tədqiqatları tamamlandıqdan sonra mexanizmin prototipi hazırlanmış və inteqrasiya edilmişdir.Daha sonra simulyasiya nəticələrini yoxlamaq üçün prototip sınaqdan keçirildi.Əvvəlcə əsas qabığı bağlayın və qanadları qatlayın.Sonra qanadlar bükülmüş vəziyyətdən buraxıldı və qanadların bükülmüş vəziyyətdən yerləşdirilən yerə fırlanması videosu çəkildi.Taymer video çəkiliş zamanı vaxtı təhlil etmək üçün də istifadə edilmişdir.
Əncirdə.8 1-4 nömrəli video kadrları göstərir.Şəkildəki 1 nömrəli çərçivə qatlanmış qanadların buraxılma anını göstərir.Bu an t0 zamanının başlanğıc anı hesab olunur.2 və 3-cü kadrlar ilkin andan 40 ms və 70 ms sonra qanadların mövqelərini göstərir.3 və 4-cü kadrları təhlil etdikdə görmək olar ki, t0-dan sonra qanadın hərəkəti 90 ms sabitləşir və qanadın açılması 70 ilə 90 ms arasında tamamlanır.Bu vəziyyət o deməkdir ki, həm simulyasiya, həm də prototip testi təxminən eyni qanad yerləşdirmə vaxtı verir və dizayn mexanizmin performans tələblərinə cavab verir.
Bu məqalədə, qanad qatlama mexanizmində istifadə edilən burulma və sıxılma yayları BA istifadə edərək optimallaşdırılır.Parametrlərə bir neçə təkrarlama ilə tez çatmaq olar.Burulma yayı 1075 mJ, sıxılma yayı isə 37,24 mJ olaraq qiymətləndirilir.Bu dəyərlər əvvəlki DOE tədqiqatlarından 40-50% daha yaxşıdır.Yay mexanizmə inteqrasiya olunur və ADAMS proqramında təhlil edilir.Təhlil zamanı qanadların 74 millisaniyə ərzində açıldığı məlum olub.Bu dəyər layihənin 200 millisaniyəlik hədəfindən xeyli aşağıdır.Sonrakı eksperimental tədqiqatda işə salınma vaxtı təxminən 90 ms olaraq ölçüldü.Təhlillər arasındakı bu 16 millisaniyə fərq proqramda modelləşdirilməmiş ətraf mühit faktorları ilə bağlı ola bilər.Tədqiqat nəticəsində əldə edilən optimallaşdırma alqoritminin müxtəlif yay dizaynları üçün istifadə oluna biləcəyinə inanılır.
Yay materialı əvvəlcədən təyin edilmişdi və optimallaşdırmada dəyişən kimi istifadə edilməmişdir.Təyyarələrdə və raketlərdə çoxlu müxtəlif növ yaylar istifadə olunduğundan, gələcək tədqiqatlarda optimal yay dizaynına nail olmaq üçün müxtəlif materiallardan istifadə etməklə digər növ yayların dizaynı üçün BA tətbiq ediləcək.
Bildiririk ki, bu əlyazma orijinaldır, əvvəllər nəşr olunmayıb və hazırda başqa yerdə çap olunmaq üçün nəzərdə tutulmur.
Bu araşdırmada yaradılan və ya təhlil edilən bütün məlumatlar bu dərc edilmiş məqaləyə [və əlavə məlumat faylına] daxil edilmişdir.
Min, Z., Kin, VK və Richard, LJ Təyyarə Köklü həndəsi dəyişikliklər vasitəsilə hava folqa konsepsiyasının modernləşdirilməsi.IES J. Sivilizasiyanın A hissəsi.birləşmə.layihə.3(3), 188–195 (2010).
Sun, J., Liu, K. və Bhushan, B. Böcəyin arxa qanadına ümumi baxış: quruluş, mexaniki xüsusiyyətlər, mexanizmlər və bioloji ilham.J. Mecha.Davranış.Biotibbi Elm.alma mater.94, 63–73 (2019).
Chen, Z., Yu, J., Zhang, A. və Zhang, F. Hibrid mühərrikli sualtı planer üçün qatlanan hərəkət mexanizminin dizaynı və təhlili.Okean Mühəndisliyi 119, 125–134 (2016).
Kartik, HS və Prithvi, K. Helikopter Horizontal Stabilizator Qatlama Mexanizminin Dizaynı və Təhlili.daxili J. Ing.saxlama çəni.texnologiyalar.(IGERT) 9(05), 110–113 (2020).
Kulunk, Z. və Şahin, M. Eksperimental dizayn yanaşmasından istifadə edərək qatlanan raket qanadının dizaynının mexaniki parametrlərinin optimallaşdırılması.daxili J. Model.optimallaşdırma.9(2), 108–112 (2019).
Ke, J., Wu, ZY, Liu, YS, Xiang, Z. & Hu, XD Dizayn Metodu, Performans Tədqiqatı və Kompozit Bobin Yaylarının İstehsal Prosesi: Baxış.tərtib etmək.birləşmə.252, 112747 (2020).
Taktak M., Omheni K., Alui A., Dammak F. və Khaddar M. Bobin yaylarının dinamik dizaynının optimallaşdırılması.Səs üçün müraciət edin.77, 178–183 (2014).
Paredes, M., Sartor, M. və Mascle, K. Gərginlik yaylarının dizaynını optimallaşdırmaq üçün bir prosedur.kompüter.metodun tətbiqi.Xəz.layihə.191(8-10), 783-797 (2001).
Zebdi O., Bouhili R. və Trochu F. Çoxməqsədli optimallaşdırmadan istifadə edərək kompozit spiral yayların optimal dizaynı.J. Reinf.plastik.tərtib etmək.28 (14), 1713–1732 (2009).
Pawart, HB və Desale, DD Üç təkərli ön asqı yaylarının optimallaşdırılması.proses.istehsalçı.20, 428–433 (2018).
Bahshesh M. və Bahshesh M. Kompozit yaylarla polad yayların optimallaşdırılması.daxili J. Multidissiplinar.elm.layihə.3(6), 47–51 (2012).
Chen, L. et al.Kompozit yayların statik və dinamik performansına təsir edən çoxsaylı parametrlər haqqında məlumat əldə edin.J. Market.saxlama çəni.20, 532–550 (2022).
Frank, J. Kompozit spiral yayların təhlili və optimallaşdırılması, namizədlik dissertasiyası, Sakramento Dövlət Universiteti (2020).
Gu, Z., Hou, X. və Ye, J. Metodların kombinasiyasından istifadə etməklə qeyri-xətti spiral yayların layihələndirilməsi və təhlili üsulları: sonlu elementlərin təhlili, Latın hiperkubunun məhdud seçilməsi və genetik proqramlaşdırma.proses.Kürk İnstitutu.layihə.CJ Mecha.layihə.elm.235(22), 5917–5930 (2021).
Wu, L. və b.Tənzimlənən yay dərəcəsi Karbon Fiber Çox Strand Bulaqlar: Dizayn və Mexanizm Tədqiqatı.J. Market.saxlama çəni.9(3), 5067–5076 (2020).
Patil DS, Mangrulkar KS və Jagtap ST Sıxılma spiral yaylarının çəkisinin optimallaşdırılması.daxili C. İnnov.saxlama çəni.Multidissiplinar.2(11), 154–164 (2016).
Rahul, MS və Rameshkumar, K. Avtomobil tətbiqləri üçün coil yayların çoxməqsədli optimallaşdırılması və ədədi simulyasiyası.alma mater.bu gün proses.46, 4847–4853 (2021).
Bai, JB et al.Ən Yaxşı Təcrübənin Müəyyənləşdirilməsi – Genetik Alqoritmlərdən istifadə edərək Kompozit Spiral Strukturların Optimal Dizaynı.tərtib etmək.birləşmə.268, 113982 (2021).
Şahin, I., Dorterler, M. və Gökçe, H. Sıxılma yayı dizaynının minimum həcminin optimallaşdırılmasına əsaslanan 灰狼 optimallaşdırma metodundan istifadə edərək, Ghazi J. Engineering Science, 3(2), 21-27 ( 2017).
Aye, KM, Foldy, N., Yildiz, AR, Burirat, S. and Sait, SM Metaheuristics qəzaları optimallaşdırmaq üçün çoxsaylı agentlərdən istifadə edir.daxili J. Veh.dekabr80(2–4), 223–240 (2019).
Yildiz, AR və Erdash, MU Real mühəndislik problemlərinin etibarlı dizaynı üçün yeni hibrid Taguchi-salpa qrup optimallaşdırma alqoritmi.alma mater.test.63(2), 157–162 (2021).
Yıldız BS, Foldi N., Burerat S., Yıldız AR və Sait SM Yeni hibrid çəyirtkə optimallaşdırma alqoritmindən istifadə edərək robot tutucu mexanizmlərin etibarlı dizaynı.ekspert.sistemi.38(3), e12666 (2021).