AISI 304/304L Cydran gemegol tiwb coil dur di-staen, Optimeiddio Paramedrau Gwanwyn Adain Blygu Gan ddefnyddio Algorithm Gwenyn Mêl

Diolch am ymweld â Nature.com.Rydych chi'n defnyddio fersiwn porwr gyda chefnogaeth CSS gyfyngedig.I gael y profiad gorau, rydym yn argymell eich bod yn defnyddio porwr wedi'i ddiweddaru (neu analluogi Modd Cydnawsedd yn Internet Explorer).Yn ogystal, er mwyn sicrhau cefnogaeth barhaus, rydym yn dangos y wefan heb arddulliau a JavaScript.
Sliders yn dangos tair erthygl fesul sleid.Defnyddiwch y botymau cefn a nesaf i symud trwy'r sleidiau, neu'r botymau rheolydd sleidiau ar y diwedd i symud trwy bob sleid.

AISI 304/304L Tiwbiau torchog capilari dur di-staen

Mae coil dur gwrthstaen AISI 304 yn gynnyrch amlbwrpas sydd ag ymwrthedd rhagorol ac mae'n addas ar gyfer amrywiaeth eang o gymwysiadau sy'n gofyn am ffurfadwyedd a weldadwyedd da.

Mae Sheye Metal yn stocio 304 o goiliau mewn trwch 0.3mm i 16mm a gorffeniad 2B, gorffeniad BA, gorffeniad Rhif 4 bob amser ar gael.

Heblaw am y tri math o arwynebau, gellir cyflwyno 304 o coil dur di-staen gydag amrywiaeth o orffeniadau arwyneb.Mae di-staen Gradd 304 yn cynnwys metelau Cr (18% fel arfer) a nicel (8% fel arfer) fel y prif gyfansoddion nad ydynt yn haearn.

Mae'r math hwn o goiliau yn ddur di-staen austenitig nodweddiadol, yn perthyn i deulu dur gwrthstaen safonol Cr-Ni.

Fe'u defnyddir yn nodweddiadol ar gyfer nwyddau cartref a defnyddwyr, offer cegin, cladin dan do ac awyr agored, canllawiau, a fframiau ffenestri, offer diwydiant bwyd a diod, tanciau storio.

Yn yr astudiaeth hon, ystyrir bod dyluniad ffynhonnau dirdro a chywasgu'r mecanwaith plygu adenydd a ddefnyddir yn y roced yn broblem optimeiddio.Ar ôl i'r roced adael y tiwb lansio, rhaid agor a diogelu'r adenydd caeedig am gyfnod penodol o amser.Nod yr astudiaeth oedd gwneud y mwyaf o'r egni sy'n cael ei storio yn y ffynhonnau fel y gallai'r adenydd ddefnyddio cyn gynted â phosibl.Yn yr achos hwn, diffiniwyd yr hafaliad ynni yn y ddau gyhoeddiad fel y swyddogaeth wrthrychol yn y broses optimeiddio.Diffiniwyd diamedr gwifren, diamedr coil, nifer y coiliau, a pharamedrau gwyro sy'n ofynnol ar gyfer dyluniad y gwanwyn fel newidynnau optimeiddio.Mae cyfyngiadau geometrig ar y newidynnau oherwydd maint y mecanwaith, yn ogystal â chyfyngiadau ar y ffactor diogelwch oherwydd y llwyth a gludir gan y ffynhonnau.Defnyddiwyd yr algorithm gwenynen fêl (BA) i ddatrys y broblem optimeiddio hon a pherfformio dyluniad y gwanwyn.Mae'r gwerthoedd ynni a gafwyd gyda BA yn well na'r rhai a gafwyd o astudiaethau Dylunio Arbrofion (DOE) blaenorol.Dadansoddwyd ffynhonnau a mecanweithiau a ddyluniwyd gan ddefnyddio'r paramedrau a gafwyd o'r optimeiddio gyntaf yn rhaglen ADAMS.Ar ôl hynny, cynhaliwyd profion arbrofol trwy integreiddio'r ffynhonnau gweithgynhyrchu i fecanweithiau go iawn.O ganlyniad i'r prawf, sylwyd bod yr adenydd yn agor ar ôl tua 90 milieiliad.Mae'r gwerth hwn ymhell islaw targed y prosiect o 200m.Yn ogystal, dim ond 16 ms yw'r gwahaniaeth rhwng y canlyniadau dadansoddol ac arbrofol.
Mewn awyrennau a cherbydau morol, mae mecanweithiau plygu yn hollbwysig.Defnyddir y systemau hyn mewn addasiadau a throsiadau awyrennau i wella perfformiad a rheolaeth hedfan.Yn dibynnu ar y modd hedfan, mae'r adenydd yn plygu ac yn datblygu'n wahanol i leihau effaith aerodynamig1.Gellir cymharu'r sefyllfa hon â symudiadau adenydd rhai adar a phryfed yn ystod hedfan a phlymio bob dydd.Yn yr un modd, mae gleiderau'n plygu ac yn datblygu mewn tanddwr i leihau effeithiau hydrodynamig a thrin cymaint â phosibl3.Pwrpas arall eto i'r mecanweithiau hyn yw darparu manteision cyfeintiol i systemau megis plygu llafn gwthio hofrennydd 4 ar gyfer storio a chludo.Mae adenydd y roced hefyd yn plygu i lawr i leihau'r gofod storio.Felly, gellir gosod mwy o daflegrau ar ardal lai o'r lansiwr 5. Mae'r cydrannau sy'n cael eu defnyddio'n effeithiol wrth blygu a dadblygu fel arfer yn ffynhonnau.Ar hyn o bryd o blygu, mae egni'n cael ei storio ynddo a'i ryddhau ar hyn o bryd.Oherwydd ei strwythur hyblyg, mae ynni wedi'i storio a'i ryddhau yn gyfartal.Mae'r gwanwyn wedi'i gynllunio'n bennaf ar gyfer y system, ac mae'r dyluniad hwn yn cyflwyno problem optimeiddio6.Oherwydd er ei fod yn cynnwys amrywiol newidynnau megis diamedr gwifren, diamedr coil, nifer y troeon, ongl helics a math o ddeunydd, mae yna feini prawf hefyd megis màs, cyfaint, dosbarthiad straen lleiaf neu uchafswm argaeledd ynni7.
Mae'r astudiaeth hon yn taflu goleuni ar ddyluniad ac optimeiddio ffynhonnau ar gyfer mecanweithiau plygu adenydd a ddefnyddir mewn systemau rocedi.Gan eu bod y tu mewn i'r tiwb lansio cyn yr hediad, mae'r adenydd yn parhau i fod wedi'u plygu ar wyneb y roced, ac ar ôl gadael y tiwb lansio, maent yn datblygu am amser penodol ac yn parhau i gael eu gwasgu i'r wyneb.Mae'r broses hon yn hanfodol i weithrediad priodol y roced.Yn y mecanwaith plygu datblygedig, mae ffynhonnau dirdro yn agor yr adenydd, ac mae'r cloi yn cael ei wneud gan ffynhonnau cywasgu.Er mwyn dylunio gwanwyn addas, rhaid cyflawni proses optimeiddio.O fewn optimeiddio'r gwanwyn, mae yna wahanol gymwysiadau yn y llenyddiaeth.
Diffiniodd Paredes et al.8 y ffactor bywyd blinder mwyaf fel swyddogaeth wrthrychol ar gyfer dylunio ffynhonnau helical a defnyddiodd y dull lled-Newtonaidd fel dull optimeiddio.Nodwyd newidynnau mewn optimeiddio fel diamedr gwifren, diamedr coil, nifer y troeon, a hyd y gwanwyn.Paramedr arall o strwythur y gwanwyn yw'r deunydd y mae'n cael ei wneud ohono.Felly, cymerwyd hyn i ystyriaeth yn yr astudiaethau dylunio ac optimeiddio.Mae Zebdi et al.9 gosod nodau o anystwythder mwyaf ac isafswm pwysau yn y swyddogaeth gwrthrychol yn eu hastudiaeth, lle roedd y ffactor pwysau yn arwyddocaol.Yn yr achos hwn, fe wnaethant ddiffinio deunydd y gwanwyn a phriodweddau geometrig fel newidynnau.Maent yn defnyddio algorithm genetig fel dull optimeiddio.Yn y diwydiant modurol, mae pwysau deunyddiau yn ddefnyddiol mewn sawl ffordd, o berfformiad cerbydau i ddefnydd tanwydd.Mae lleihau pwysau wrth wneud y gorau o ffynhonnau coil ar gyfer ataliad yn astudiaeth adnabyddus10.Nododd Bahshesh a Bahshesh11 ddeunyddiau fel E-wydr, carbon a Kevlar fel newidynnau yn eu gwaith yn amgylchedd ANSYS gyda'r nod o gyflawni'r pwysau lleiaf a'r cryfder tynnol mwyaf mewn amrywiol ddyluniadau cyfansawdd gwanwyn atal.Mae'r broses weithgynhyrchu yn hanfodol wrth ddatblygu ffynhonnau cyfansawdd.Felly, mae newidynnau amrywiol yn dod i rym mewn problem optimeiddio, megis y dull cynhyrchu, y camau a gymerir yn y broses, a dilyniant y camau hynny12,13.Wrth ddylunio ffynhonnau ar gyfer systemau deinamig, rhaid ystyried amlder naturiol y system.Argymhellir bod amlder naturiol cyntaf y gwanwyn o leiaf 5-10 gwaith yn fwy nag amledd naturiol y system er mwyn osgoi cyseiniant14.Mae Taktak et al.Penderfynodd 7 leihau màs y gwanwyn a gwneud y mwyaf o'r amlder naturiol cyntaf fel swyddogaethau gwrthrychol yn nyluniad y gwanwyn coil.Fe wnaethant ddefnyddio dulliau chwilio patrwm, pwynt mewnol, set weithredol, a dulliau algorithm genetig yn offeryn optimeiddio Matlab.Mae ymchwil ddadansoddol yn rhan o ymchwil dylunio gwanwyn, ac mae'r Dull Elfen Feidraidd yn boblogaidd yn y maes hwn15.Datblygodd Patil et al.16 ddull optimeiddio ar gyfer lleihau pwysau sbring helical cywasgu gan ddefnyddio gweithdrefn ddadansoddol a phrofodd yr hafaliadau dadansoddol gan ddefnyddio'r dull elfen feidraidd.Maen prawf arall ar gyfer cynyddu defnyddioldeb sbring yw'r cynnydd yn yr ynni y gall ei storio.Mae'r achos hwn hefyd yn sicrhau bod y gwanwyn yn cadw ei ddefnyddioldeb am gyfnod hir o amser.Rahul a Rameshkumar17 Ceisio lleihau cyfaint y gwanwyn a chynyddu egni straen mewn dyluniadau gwanwyn coil ceir.Maent hefyd wedi defnyddio algorithmau genetig mewn ymchwil optimeiddio.
Fel y gwelir, mae'r paramedrau yn yr astudiaeth optimeiddio yn amrywio o system i system.Yn gyffredinol, mae paramedrau anystwythder a straen cneifio yn bwysig mewn system lle mae'r llwyth y mae'n ei gludo yn ffactor penderfynu.Mae dewis deunydd wedi'i gynnwys yn y system terfyn pwysau gyda'r ddau baramedr hyn.Ar y llaw arall, mae amleddau naturiol yn cael eu gwirio i osgoi cyseinedd mewn systemau deinamig iawn.Mewn systemau lle mae cyfleustodau'n bwysig, gwneir y mwyaf o ynni.Mewn astudiaethau optimeiddio, er bod y FEM yn cael ei ddefnyddio ar gyfer astudiaethau dadansoddol, gellir gweld bod algorithmau metaheuristaidd megis yr algorithm genetig14,18 ac algorithm y blaidd llwyd19 yn cael eu defnyddio ynghyd â'r dull Newton clasurol o fewn ystod o baramedrau penodol.Mae algorithmau metaheuristaidd wedi'u datblygu yn seiliedig ar ddulliau addasu naturiol sy'n agosáu at y cyflwr gorau posibl mewn cyfnod byr o amser, yn enwedig o dan ddylanwad y boblogaeth20,21.Gyda dosbarthiad ar hap o'r boblogaeth yn yr ardal chwilio, maent yn osgoi optima lleol ac yn symud tuag at optima byd-eang22.Felly, yn y blynyddoedd diwethaf fe'i defnyddiwyd yn aml yng nghyd-destun problemau diwydiannol gwirioneddol23,24.
Yr achos hanfodol ar gyfer y mecanwaith plygu a ddatblygwyd yn yr astudiaeth hon yw bod yr adenydd, a oedd yn y safle caeedig cyn hedfan, yn agor amser penodol ar ôl gadael y tiwb.Ar ôl hynny, mae'r elfen gloi yn blocio'r adain.Felly, nid yw'r ffynhonnau'n effeithio'n uniongyrchol ar ddeinameg hedfan.Yn yr achos hwn, nod yr optimeiddio oedd gwneud y mwyaf o'r egni a storiwyd i gyflymu symudiad y gwanwyn.Diffiniwyd diamedr rholio, diamedr gwifren, nifer y rholiau a gwyriad fel paramedrau optimeiddio.Oherwydd maint bach y gwanwyn, ni ystyriwyd pwysau yn nod.Felly, diffinnir y math o ddeunydd yn sefydlog.Pennir yr ymyl diogelwch ar gyfer anffurfiannau mecanyddol fel cyfyngiad critigol.Yn ogystal, mae cyfyngiadau maint amrywiol yn gysylltiedig â chwmpas y mecanwaith.Dewiswyd y dull metaheuristaidd BA fel y dull optimeiddio.Cafodd BA ei ffafrio am ei strwythur hyblyg a syml, ac am ei ddatblygiadau mewn ymchwil i optimeiddio mecanyddol25.Yn ail ran yr astudiaeth, mae mynegiadau mathemategol manwl wedi'u cynnwys yn fframwaith dyluniad sylfaenol a dyluniad gwanwyn y mecanwaith plygu.Mae'r drydedd ran yn cynnwys yr algorithm optimeiddio a'r canlyniadau optimeiddio.Mae Pennod 4 yn cynnal dadansoddiad yn y rhaglen ADAMS.Dadansoddir addasrwydd y ffynhonnau cyn eu cynhyrchu.Mae'r adran olaf yn cynnwys canlyniadau arbrofol a delweddau prawf.Cymharwyd y canlyniadau a gafwyd yn yr astudiaeth hefyd â gwaith blaenorol yr awduron gan ddefnyddio dull DOE.
Dylai'r adenydd a ddatblygwyd yn yr astudiaeth hon blygu tuag at wyneb y roced.Mae adenydd yn cylchdroi o safle plygu i safle heb ei blygu.Ar gyfer hyn, datblygwyd mecanwaith arbennig.Ar ffig.Mae 1 yn dangos y ffurfweddiad plygu a heb ei blygu5 yn y system cydlynu roced.
Ar ffig.Mae 2 yn dangos golwg adrannol o'r mecanwaith.Mae'r mecanwaith yn cynnwys sawl rhan fecanyddol: (1) prif gorff, (2) siafft adain, (3) dwyn, (4) corff clo, (5) llwyn clo, (6) pin atal, (7) gwanwyn dirdro a ( 8) ffynhonnau cywasgu.Mae'r siafft adain (2) wedi'i gysylltu â'r gwanwyn dirdro (7) trwy'r llawes cloi (4).Mae'r tair rhan yn cylchdroi ar yr un pryd ar ôl i'r roced godi.Gyda'r symudiad cylchdro hwn, mae'r adenydd yn troi i'w safle terfynol.Ar ôl hynny, mae'r pin (6) yn cael ei actio gan y gwanwyn cywasgu (8), a thrwy hynny rwystro mecanwaith cyfan y corff cloi (4)5.
Modwlws elastig (E) a modwlws cneifio (G) yw paramedrau dylunio allweddol y gwanwyn.Yn yr astudiaeth hon, dewiswyd gwifren ddur gwanwyn carbon uchel (Gwifren Cerddoriaeth ASTM A228) fel deunydd y gwanwyn.Paramedrau eraill yw diamedr gwifren (d), diamedr coil cyfartalog (Dm), nifer y coiliau (N) a gwyriad sbring (xd ar gyfer sbringiau cywasgu a θ ar gyfer sbringiau dirdro)26.Gellir cyfrifo'r egni sydd wedi'i storio ar gyfer sbringiau cywasgu \({(SE}_{x})\) a sbringiau dirdro (\({SE}_{\theta}\)) o'r hafaliad.(1) a (2)26.(Gwerth modwlws cneifio (G) ar gyfer y gwanwyn cywasgu yw 83.7E9 Pa, a'r gwerth modwlws elastig (E) ar gyfer y gwanwyn dirdro yw 203.4E9 Pa.)
Mae dimensiynau mecanyddol y system yn pennu cyfyngiadau geometrig y gwanwyn yn uniongyrchol.Yn ogystal, dylid ystyried yr amodau y bydd y roced yn cael ei lleoli ynddynt hefyd.Mae'r ffactorau hyn yn pennu terfynau paramedrau'r gwanwyn.Cyfyngiad pwysig arall yw'r ffactor diogelwch.Disgrifir y diffiniad o ffactor diogelwch yn fanwl gan Shigley et al.26.Diffinnir ffactor diogelwch y gwanwyn cywasgu (SFC) fel y straen uchaf a ganiateir wedi'i rannu â'r straen dros y hyd parhaus.Gellir cyfrifo SFC gan ddefnyddio hafaliadau.(3), (4), (5) a (6)26.(Ar gyfer y deunydd sbring a ddefnyddiwyd yn yr astudiaeth hon, \(S}_{sy}=980 MPa\)).Mae F yn cynrychioli'r grym yn yr hafaliad ac mae KB yn cynrychioli ffactor Bergstrasser o 26.
Diffinnir ffactor diogelwch dirdro sbring (SFT) fel M wedi'i rannu â k.Gellir cyfrifo SFT o'r hafaliad.(7), (8), (9) a (10)26.(Ar gyfer y deunydd a ddefnyddiwyd yn yr astudiaeth hon, \({S}_{y}=1600 \mathrm{MPa}\)).Yn yr hafaliad, defnyddir M ar gyfer torque, \({k}^{^{\prime}}\) yn cael ei ddefnyddio ar gyfer cysonyn sbring (torque/cylchdro), a defnyddir Ki ar gyfer ffactor cywiro straen.
Y prif nod optimeiddio yn yr astudiaeth hon yw gwneud y mwyaf o egni'r gwanwyn.Mae'r ffwythiant gwrthrychol yn cael ei ffurfio i ddarganfod \(\overrightarrow{\{X\}}\) sy'n gwneud y mwyaf o \(f(X)\).\({f}_{1}(X)\) a \({f}_{2}(X)\) yw swyddogaethau egni'r sbring cywasgu a dirdro, yn y drefn honno.Mae'r newidynnau a'r swyddogaethau a gyfrifwyd a ddefnyddir ar gyfer optimeiddio i'w gweld yn yr hafaliadau canlynol.
Rhoddir y cyfyngiadau amrywiol a roddir ar ddyluniad y sbring yn yr hafaliadau canlynol.Mae hafaliadau (15) a (16) yn cynrychioli'r ffactorau diogelwch ar gyfer sbringiau cywasgu a dirdro, yn y drefn honno.Yn yr astudiaeth hon, rhaid i SFC fod yn fwy na neu'n hafal i 1.2 a rhaid i SFT fod yn fwy na neu'n hafal i θ26.
Ysbrydolwyd BA gan strategaethau ceisio paill gwenyn27.Mae gwenyn yn ceisio trwy anfon mwy o chwilwyr i gaeau paill ffrwythlon a llai o chwilota i gaeau paill llai ffrwythlon.Felly, cyflawnir yr effeithlonrwydd mwyaf o'r boblogaeth gwenyn.Ar y llaw arall, mae gwenyn sgowtiaid yn parhau i chwilio am ardaloedd newydd o baill, ac os oes ardaloedd mwy cynhyrchiol nag o’r blaen, bydd llawer o chwilwyr yn cael eu cyfeirio at yr ardal newydd hon28.Mae BA yn cynnwys dwy ran: chwilio lleol a chwilio byd-eang.Mae chwiliad lleol yn chwilio am fwy o gymunedau yn agos at y lleiafswm (safleoedd elitaidd), fel gwenyn, a llai ar safleoedd eraill (safleoedd optimaidd neu safleoedd dan sylw).Perfformir chwiliad mympwyol yn y rhan chwilio byd-eang, ac os canfyddir gwerthoedd da, symudir y gorsafoedd i'r rhan chwilio leol yn yr iteriad nesaf.Mae'r algorithm yn cynnwys rhai paramedrau: nifer y gwenyn sgowtiaid (n), nifer y safleoedd chwilio lleol (m), nifer y safleoedd elitaidd (e), nifer y helwyr mewn safleoedd elitaidd (nep), nifer y chwilwyr yn ardaloedd gorau posibl.Safle (nsp), maint y gymdogaeth (ngh), a nifer yr iteriadau (I)29.Dangosir y ffuggod BA yn Ffigur 3.
Mae'r algorithm yn ceisio gweithio rhwng \({g}_{1}(X)\) a \({g}_{2}(X)\).O ganlyniad i bob iteriad, pennir gwerthoedd optimaidd a chesglir poblogaeth o amgylch y gwerthoedd hyn mewn ymgais i gael y gwerthoedd gorau.Caiff cyfyngiadau eu gwirio yn yr adrannau chwilio lleol a byd-eang.Mewn chwiliad lleol, os yw'r ffactorau hyn yn briodol, cyfrifir y gwerth ynni.Os yw'r gwerth ynni newydd yn fwy na'r gwerth gorau posibl, aseinio'r gwerth newydd i'r gwerth gorau posibl.Os yw'r gwerth gorau a geir yn y canlyniad chwilio yn fwy na'r elfen gyfredol, bydd yr elfen newydd yn cael ei chynnwys yn y casgliad.Dangosir diagram bloc y chwiliad lleol yn Ffigur 4.
Mae poblogaeth yn un o baramedrau allweddol BA.Gellir gweld o astudiaethau blaenorol bod ehangu'r boblogaeth yn lleihau nifer yr iteriadau sydd eu hangen ac yn cynyddu'r tebygolrwydd o lwyddiant.Fodd bynnag, mae nifer yr asesiadau swyddogaethol hefyd yn cynyddu.Nid yw presenoldeb nifer fawr o safleoedd elitaidd yn effeithio'n sylweddol ar berfformiad.Gall nifer y safleoedd elitaidd fod yn isel os nad yw'n sero30.Mae maint poblogaeth y gwenyn sgowtiaid (n) fel arfer yn cael ei ddewis rhwng 30 a 100. Yn yr astudiaeth hon, rhedwyd 30 a 50 senario i bennu'r nifer priodol (Tabl 2).Pennir paramedrau eraill yn dibynnu ar y boblogaeth.Nifer y safleoedd dethol (m) yw (tua) 25% o faint y boblogaeth, ac mae nifer y safleoedd elitaidd (e) ymhlith y safleoedd a ddewiswyd yn 25% o m.Dewiswyd nifer y gwenyn bwydo (nifer y chwiliadau) i fod yn 100 ar gyfer lleiniau elitaidd a 30 ar gyfer lleiniau lleol eraill.Chwilio cymdogaeth yw cysyniad sylfaenol pob algorithm esblygiadol.Yn yr astudiaeth hon, defnyddiwyd y dull tapio cymdogion.Mae'r dull hwn yn lleihau maint y gymdogaeth ar gyfradd benodol yn ystod pob iteriad.Mewn iteriadau yn y dyfodol, gellir defnyddio gwerthoedd cymdogaeth llai30 ar gyfer chwiliad mwy cywir.
Ar gyfer pob senario, cynhaliwyd deg prawf yn olynol i wirio atgynhyrchu'r algorithm optimeiddio.Ar ffig.Mae 5 yn dangos canlyniadau optimeiddio'r gwanwyn dirdro ar gyfer cynllun 1, ac yn ffig.6 – ar gyfer cynllun 2. Rhoddir data prawf hefyd yn nhablau 3 a 4 (mae tabl yn cynnwys y canlyniadau a gafwyd ar gyfer y sbring cywasgu yn Gwybodaeth Atodol S1).Mae'r boblogaeth gwenyn yn dwysáu'r chwilio am werthoedd da yn yr iteriad cyntaf.Yn senario 1, roedd canlyniadau rhai profion yn is na'r uchafswm.Yn Senario 2, gellir gweld bod yr holl ganlyniadau optimeiddio yn agosáu at yr uchafswm oherwydd y cynnydd yn y boblogaeth a pharamedrau perthnasol eraill.Gellir gweld bod y gwerthoedd yn Senario 2 yn ddigonol ar gyfer yr algorithm.
Wrth gael y gwerth mwyaf posibl o ynni mewn iteriadau, mae ffactor diogelwch hefyd yn cael ei ddarparu fel cyfyngiad ar gyfer yr astudiaeth.Gweler y tabl am ffactor diogelwch.Mae'r gwerthoedd egni a gafwyd gan ddefnyddio BA yn cael eu cymharu â'r rhai a gafwyd gan ddefnyddio'r dull 5 DOE yn Nhabl 5. (Er hwylustod gweithgynhyrchu, nifer troadau (N) y sbring dirdro yw 4.9 yn lle 4.88, a'r gwyriad (xd) ) yn 8 mm yn lle 7.99 mm yn y gwanwyn cywasgu.) Gellir gweld bod BA yn well Canlyniad.Mae BA yn gwerthuso pob gwerth trwy edrych yn lleol ac yn fyd-eang.Fel hyn gall roi cynnig ar fwy o ddewisiadau eraill yn gyflymach.
Yn yr astudiaeth hon, defnyddiwyd Adams i ddadansoddi symudiad mecanwaith yr adenydd.Mae Adams yn cael model 3D o'r mecanwaith yn gyntaf.Yna diffiniwch sbring gyda'r paramedrau a ddewiswyd yn yr adran flaenorol.Yn ogystal, mae angen diffinio rhai paramedrau eraill ar gyfer y dadansoddiad gwirioneddol.Mae'r rhain yn baramedrau ffisegol megis cysylltiadau, priodweddau materol, cyswllt, ffrithiant a disgyrchiant.Mae yna gymal troi rhwng siafft y llafn a'r dwyn.Mae yna 5-6 cymalau silindrog.Mae yna 5-1 cymalau sefydlog.Mae'r prif gorff wedi'i wneud o ddeunydd alwminiwm a sefydlog.Dur yw deunydd gweddill y rhannau.Dewiswch y cyfernod ffrithiant, anystwythder cyswllt a dyfnder treiddiad yr arwyneb ffrithiant yn dibynnu ar y math o ddeunydd.(dur di-staen AISI 304) Yn yr astudiaeth hon, y paramedr critigol yw amser agor y mecanwaith adain, y mae'n rhaid iddo fod yn llai na 200 ms.Felly, cadwch lygad ar amser agor yr adain yn ystod y dadansoddiad.
O ganlyniad i ddadansoddiad Adams, amser agor mecanwaith yr adain yw 74 milieiliad.Dangosir canlyniadau efelychiad deinamig o 1 i 4 yn Ffigur 7. Y darlun cyntaf yn Ffigur.5 yw amser cychwyn yr efelychiad ac mae'r adenydd yn y sefyllfa aros ar gyfer plygu.(2) Yn arddangos lleoliad yr adain ar ôl 40ms pan fydd yr adain wedi cylchdroi 43 gradd.(3) yn dangos lleoliad yr adain ar ôl 71 milieiliadau.Hefyd yn y llun olaf (4) yn dangos diwedd troad yr adain a'r sefyllfa agored.O ganlyniad i ddadansoddiad deinamig, sylwyd bod mecanwaith agor yr adenydd yn sylweddol fyrrach na'r gwerth targed o 200 ms.Yn ogystal, wrth sizing y ffynhonnau, dewiswyd y terfynau diogelwch o'r gwerthoedd uchaf a argymhellir yn y llenyddiaeth.
Ar ôl cwblhau'r holl astudiaethau dylunio, optimeiddio ac efelychu, cynhyrchwyd ac integreiddiwyd prototeip o'r mecanwaith.Yna profwyd y prototeip i wirio canlyniadau'r efelychiad.Yn gyntaf, sicrhewch y brif gragen a phlygwch yr adenydd.Yna rhyddhawyd yr adenydd o'r safle plygu a gwnaed fideo o gylchdroi'r adenydd o'r safle plygu i'r un a ddefnyddiwyd.Defnyddiwyd yr amserydd hefyd i ddadansoddi amser wrth recordio fideo.
Ar ffig.Mae 8 yn dangos fframiau fideo wedi'u rhifo 1-4.Mae ffrâm rhif 1 yn y ffigur yn dangos eiliad rhyddhau'r adenydd wedi'u plygu.Ystyrir y foment hon yn foment gychwynnol amser t0.Mae fframiau 2 a 3 yn dangos safleoedd yr adenydd 40 ms a 70 ms ar ôl y foment gychwynnol.Wrth ddadansoddi fframiau 3 a 4, gellir gweld bod symudiad yr adain yn sefydlogi 90 ms ar ôl t0, ac mae agoriad yr adain wedi'i gwblhau rhwng 70 a 90 ms.Mae'r sefyllfa hon yn golygu bod efelychiad a phrofion prototeip yn rhoi tua'r un amser gosod adain, ac mae'r dyluniad yn bodloni gofynion perfformiad y mecanwaith.
Yn yr erthygl hon, mae'r ffynhonnau dirdro a chywasgu a ddefnyddir yn y mecanwaith plygu adenydd yn cael eu optimeiddio gan ddefnyddio BA.Gellir cyrraedd y paramedrau'n gyflym heb lawer o iteriadau.Mae'r gwanwyn dirdro wedi'i raddio ar 1075 mJ ac mae'r gwanwyn cywasgu yn cael ei raddio yn 37.24 mJ.Mae'r gwerthoedd hyn 40-50% yn well nag astudiaethau DOE blaenorol.Mae'r gwanwyn wedi'i integreiddio i'r mecanwaith a'i ddadansoddi yn rhaglen ADAMS.Wrth eu dadansoddi, canfuwyd bod yr adenydd yn agor o fewn 74 milieiliad.Mae'r gwerth hwn ymhell islaw targed y prosiect o 200 milieiliad.Mewn astudiaeth arbrofol ddilynol, mesurwyd yr amser troi ymlaen i fod tua 90 ms.Gall y gwahaniaeth 16 milieiliad hwn rhwng dadansoddiadau fod oherwydd ffactorau amgylcheddol nad ydynt wedi'u modelu yn y meddalwedd.Credir y gellir defnyddio'r algorithm optimeiddio a gafwyd o ganlyniad i'r astudiaeth ar gyfer gwahanol ddyluniadau gwanwyn.
Roedd y deunydd gwanwyn wedi'i ddiffinio ymlaen llaw ac ni chafodd ei ddefnyddio fel newidyn yn yr optimeiddio.Gan fod llawer o wahanol fathau o ffynhonnau'n cael eu defnyddio mewn awyrennau a rocedi, bydd BA yn cael ei gymhwyso i ddylunio mathau eraill o ffynhonnau gan ddefnyddio gwahanol ddeunyddiau i gyflawni'r dyluniad gwanwyn gorau posibl mewn ymchwil yn y dyfodol.
Rydym yn datgan bod y llawysgrif hon yn wreiddiol, nad yw wedi'i chyhoeddi o'r blaen, ac nad yw'n cael ei hystyried ar hyn o bryd i'w chyhoeddi mewn man arall.
Mae'r holl ddata a gynhyrchir neu a ddadansoddwyd yn yr astudiaeth hon wedi'i gynnwys yn yr erthygl gyhoeddedig hon [a ffeil gwybodaeth ychwanegol].
Min, Z., Kin, VK a Richard, LJ Awyrennau Moderneiddio'r cysyniad airfoil trwy newidiadau geometrig radical.IES J. Rhan A Gwareiddiad.cyfansawdd.prosiect.3(3), 188–195 (2010).
Sun, J., Liu, K. a Bhushan, B. Trosolwg o adain gefn y chwilen: strwythur, priodweddau mecanyddol, mecanweithiau, ac ysbrydoliaeth fiolegol.J. Mecha.Ymddygiad.Gwyddor Fiofeddygol.ALMA Mater.94, 63–73 (2019).
Chen, Z., Yu, J., Zhang, A., a Zhang, F. Dylunio a dadansoddi mecanwaith gyrru plygu ar gyfer gleider tanddwr hybrid wedi'i bweru.Peirianneg Eigion 119, 125–134 (2016).
Kartik, HS a Prithvi, K. Dylunio a Dadansoddi Mecanwaith Plygu Sefydlogi Llorweddol Hofrennydd.mewnol J. Ing.tanc storio.technolegau.(IGERT) 9(05), 110–113 (2020).
Kulunk, Z. a Sahin, M. Optimeiddio paramedrau mecanyddol dyluniad adain roced plygu gan ddefnyddio dull dylunio arbrawf.mewnol J. Model.optimeiddio.9(2), 108–112 (2019).
Ke, J., Wu, ZY, Liu, YS, Xiang, Z. & Hu, Dull Dylunio XD, Astudiaeth Perfformiad, a Phroses Gweithgynhyrchu Coil Springs Cyfansawdd: Adolygiad.cyfansoddi.cyfansawdd.252, 112747 (2020).
Taktak M., Omheni K., Alui A., Dammak F. a Khaddar M. Optimization dylunio deinamig o ffynhonnau coil.Gwnewch gais am sain.77, 178–183 (2014).
Paredes, M., Sartor, M., a Mascle, K. Trefn ar gyfer optimeiddio dyluniad ffynhonnau tensiwn.cyfrifiadur.cymhwyso'r dull.ffwr.prosiect.191(8-10), 783-797 (2001).
Zebdi O., Bouhili R. a Trochu F. Dyluniad gorau posibl o ffynhonnau helical cyfansawdd gan ddefnyddio optimeiddio amlamcan.J. Reinf.plastig.cyfansoddi.28 (14), 1713–1732 (2009).
Pawart, HB a Desale, DD Optimeiddio ffynhonnau coil ataliad blaen beic tair olwyn.proses.gwneuthurwr.20, 428–433 (2018).
Bahshesh M. a Bahshesh M. Optimeiddio ffynhonnau coil dur gyda ffynhonnau cyfansawdd.mewnol J. Amlddisgyblaethol.y wyddoniaeth.prosiect.3(6), 47–51 (2012).
Chen, L. et al.Dysgwch am y paramedrau lluosog sy'n effeithio ar berfformiad statig a deinamig ffynhonnau coil cyfansawdd.J. Farchnad.tanc storio.20, 532–550 (2022).
Frank, J. Dadansoddi ac Optimeiddio Helical Springs Cyfansawdd, Traethawd PhD, Prifysgol Talaith Sacramento (2020).
Gu, Z., Hou, X. a Ye, J. Dulliau ar gyfer dylunio a dadansoddi ffynhonnau helical aflinol gan ddefnyddio cyfuniad o ddulliau: dadansoddi elfennau meidraidd, samplu cyfyngedig hyperciwb Lladin, a rhaglennu genetig.proses.Sefydliad Ffwr.prosiect.CJ Mecha.prosiect.y wyddoniaeth.235(22), 5917–5930 (2021).
Wu, L., et al.Cyfradd Gwanwyn Addasadwy Carbon Fiber Coil Springs Aml-Llinyn: Astudiaeth Dylunio a Mecanwaith.J. Farchnad.tanc storio.9(3), 5067–5076 (2020).
Patil DS, Mangrulkar KS a Jagtap ST Pwysau optimeiddio ffynhonnau helical cywasgu.mewnol J. Innov.tanc storio.Amlddisgyblaethol.2(11), 154–164 (2016).
Rahul, MS a Rameshkumar, K. Optimeiddio amlbwrpas ac efelychiad rhifiadol o ffynhonnau coil ar gyfer cymwysiadau modurol.ALMA Mater.broses heddiw.46, 4847–4853 (2021).
Bai, JB et al.Diffinio Arfer Gorau - Dyluniad Gorau posibl o Adeileddau Helical Cyfansawdd gan Ddefnyddio Algorithmau Genetig.cyfansoddi.cyfansawdd.268, 113982 (2021).
Shahin, I., Dorterler, M., a Gokche, H. Gan ddefnyddio'r dull optimeiddio 灰狼 yn seiliedig ar optimeiddio isafswm cyfaint dyluniad y gwanwyn cywasgu, Ghazi J. Engineering Science, 3(2), 21–27 ( 2017).
Aye, KM, Foldy, N., Yildiz, AR, Burirat, S. a Sait, SM Metaheuristics gan ddefnyddio asiantau lluosog i optimeiddio damweiniau.mewnol J. Veh.rhag.80(2–4), 223–240 (2019).
Yildyz, AR ac Erdash, MU Algorithm optimeiddio grŵp Taguchi-salpa hybrid newydd ar gyfer dyluniad dibynadwy o broblemau peirianneg go iawn.ALMA Mater.prawf.63(2), 157–162 (2021).
Yildiz BS, Foldi N., Burerat S., Yildiz AR a Sait SM Dyluniad dibynadwy o fecanweithiau gripper robotig gan ddefnyddio algorithm optimeiddio ceiliog rhedyn hybrid newydd.arbenigwr.system.38(3), e12666 (2021).