AISI 304/304L Stainless steel coil tube chemical component, Pag-optimize ng Folding Wing Spring Parameters Gamit ang Honeybee Algorithm

Salamat sa pagbisita sa Nature.com.Gumagamit ka ng bersyon ng browser na may limitadong suporta sa CSS.Para sa pinakamagandang karanasan, inirerekomenda namin na gumamit ka ng na-update na browser (o huwag paganahin ang Compatibility Mode sa Internet Explorer).Bilang karagdagan, upang matiyak ang patuloy na suporta, ipinapakita namin ang site na walang mga istilo at JavaScript.
Mga slider na nagpapakita ng tatlong artikulo sa bawat slide.Gamitin ang likod at susunod na mga pindutan upang lumipat sa mga slide, o ang mga pindutan ng slide controller sa dulo upang lumipat sa bawat slide.

AISI 304/304L Hindi kinakalawang na asero na capillary coiled tubing

Ang AISI 304 stainless steel coil ay isang all-purpose na produkto na may mahusay na resistensya at ito ay angkop para sa iba't ibang uri ng mga application na nangangailangan ng mahusay na formability at weldability.

Ang Sheye Metal ay may 304 coils sa 0.3mm hanggang 16mm na kapal at 2B finish, BA finish, No.4 finish ay palaging available.

Sa tabi ng tatlong uri ng mga ibabaw, ang 304 stainless steel coil ay maaaring maihatid na may iba't ibang mga surface finish.Ang grade 304 stainless ay naglalaman ng parehong Cr (karaniwang 18%) at nickel (karaniwan ay 8%) na mga metal bilang pangunahing non-iron constituent.

Ang ganitong uri ng mga coils ay isang karaniwang austenitic stainless steel, kabilang sa karaniwang Cr-Ni stainless steel na pamilya.

Karaniwang ginagamit ang mga ito para sa mga gamit sa bahay at consumer, kagamitan sa kusina, panloob at panlabas na cladding, handrail, at window frame, kagamitan sa industriya ng pagkain at inumin, mga tangke ng imbakan.

Sa pag-aaral na ito, ang disenyo ng torsion at compression spring ng wing folding mechanism na ginamit sa rocket ay itinuturing na problema sa pag-optimize.Matapos umalis ang rocket sa launch tube, ang mga saradong pakpak ay dapat buksan at secure para sa isang tiyak na tagal ng panahon.Ang layunin ng pag-aaral ay upang i-maximize ang enerhiya na nakaimbak sa mga bukal upang ang mga pakpak ay maaaring lumawak sa pinakamaikling posibleng panahon.Sa kasong ito, ang equation ng enerhiya sa parehong mga publikasyon ay tinukoy bilang layunin na pag-andar sa proseso ng pag-optimize.Ang diameter ng wire, diameter ng coil, bilang ng mga coil, at mga parameter ng pagpapalihis na kinakailangan para sa disenyo ng spring ay tinukoy bilang mga variable ng pag-optimize.May mga geometric na limitasyon sa mga variable dahil sa laki ng mekanismo, pati na rin ang mga limitasyon sa safety factor dahil sa load na dala ng mga spring.Ginamit ang algorithm ng honey bee (BA) upang malutas ang problema sa pag-optimize na ito at maisagawa ang disenyo ng tagsibol.Ang mga halaga ng enerhiya na nakuha sa BA ay mas mataas kaysa sa nakuha mula sa mga nakaraang pag-aaral ng Design of Experiments (DOE).Ang mga bukal at mekanismo na idinisenyo gamit ang mga parameter na nakuha mula sa pag-optimize ay unang nasuri sa programa ng ADAMS.Pagkatapos nito, isinagawa ang mga eksperimentong pagsubok sa pamamagitan ng pagsasama ng mga manufactured spring sa mga tunay na mekanismo.Bilang resulta ng pagsubok, napagmasdan na ang mga pakpak ay bumuka pagkatapos ng halos 90 milliseconds.Ang halagang ito ay mas mababa sa target ng proyekto na 200ms.Bilang karagdagan, ang pagkakaiba sa pagitan ng analytical at experimental na mga resulta ay 16 ms lamang.
Sa sasakyang panghimpapawid at mga sasakyang pandagat, ang mga mekanismo ng pagtitiklop ay kritikal.Ginagamit ang mga system na ito sa mga pagbabago at conversion ng sasakyang panghimpapawid upang mapabuti ang pagganap at kontrol ng flight.Depende sa mode ng paglipad, iba-iba ang pagtiklop at pagbuka ng mga pakpak upang mabawasan ang epekto ng aerodynamic1.Ang sitwasyong ito ay maihahambing sa paggalaw ng mga pakpak ng ilang ibon at insekto sa araw-araw na paglipad at pagsisid.Katulad nito, ang mga glider ay nakatiklop at nagbubukas sa mga submersible upang mabawasan ang mga hydrodynamic na epekto at i-maximize ang paghawak3.Ang isa pang layunin ng mga mekanismong ito ay upang magbigay ng volumetric na mga pakinabang sa mga sistema tulad ng pagtitiklop ng isang helicopter propeller 4 para sa imbakan at transportasyon.Ang mga pakpak ng rocket ay nakatiklop din upang mabawasan ang espasyo sa imbakan.Kaya, mas maraming missiles ang maaaring ilagay sa isang mas maliit na lugar ng launcher 5. Ang mga bahagi na epektibong ginagamit sa pagtitiklop at paglalahad ay karaniwang mga bukal.Sa sandali ng pagtitiklop, ang enerhiya ay nakaimbak dito at inilabas sa sandali ng paglalahad.Dahil sa nababaluktot na istraktura nito, ang nakaimbak at inilabas na enerhiya ay equalized.Ang spring ay pangunahing idinisenyo para sa system, at ang disenyong ito ay nagpapakita ng problema sa pag-optimize6.Dahil habang kinabibilangan ito ng iba't ibang variable tulad ng diameter ng wire, diameter ng coil, bilang ng mga pagliko, anggulo ng helix at uri ng materyal, mayroon ding mga pamantayan tulad ng masa, volume, minimum na pamamahagi ng stress o maximum na availability ng enerhiya7.
Ang pag-aaral na ito ay nagbibigay ng liwanag sa disenyo at pag-optimize ng mga bukal para sa mga mekanismo ng wing folding na ginagamit sa mga rocket system.Ang pagiging nasa loob ng launch tube bago ang paglipad, ang mga pakpak ay nananatiling nakatiklop sa ibabaw ng rocket, at pagkatapos lumabas sa launch tube, sila ay nagbubukas para sa isang tiyak na oras at nananatiling pinindot sa ibabaw.Ang prosesong ito ay kritikal sa wastong paggana ng rocket.Sa binuo na mekanismo ng natitiklop, ang pagbubukas ng mga pakpak ay isinasagawa ng mga torsion spring, at ang pag-lock ay isinasagawa ng mga compression spring.Upang magdisenyo ng angkop na tagsibol, isang proseso ng pag-optimize ay dapat isagawa.Sa loob ng spring optimization, mayroong iba't ibang mga aplikasyon sa panitikan.
Tinukoy ni Paredes et al.8 ang maximum fatigue life factor bilang isang layunin na function para sa disenyo ng helical spring at ginamit ang quasi-Newtonian na paraan bilang isang paraan ng pag-optimize.Natukoy ang mga variable sa pag-optimize bilang diameter ng wire, diameter ng coil, bilang ng mga pagliko, at haba ng spring.Ang isa pang parameter ng istraktura ng tagsibol ay ang materyal na kung saan ito ginawa.Samakatuwid, ito ay isinasaalang-alang sa mga pag-aaral sa disenyo at pag-optimize.Zebdi et al.9 ay nagtakda ng mga layunin ng pinakamataas na higpit at pinakamababang timbang sa layunin ng pag-andar sa kanilang pag-aaral, kung saan ang weight factor ay makabuluhan.Sa kasong ito, tinukoy nila ang spring material at geometric properties bilang mga variable.Gumagamit sila ng genetic algorithm bilang paraan ng pag-optimize.Sa industriya ng automotive, ang bigat ng mga materyales ay kapaki-pakinabang sa maraming paraan, mula sa pagganap ng sasakyan hanggang sa pagkonsumo ng gasolina.Ang pagbabawas ng timbang habang ang pag-optimize ng mga coil spring para sa pagsususpinde ay isang kilalang pag-aaral10.Tinukoy ng Bahshesh at Bahshesh11 ang mga materyales tulad ng E-glass, carbon at Kevlar bilang mga variable sa kanilang trabaho sa kapaligiran ng ANSYS na may layuning makamit ang pinakamababang timbang at maximum na lakas ng tensile sa iba't ibang disenyo ng composite ng suspension spring.Ang proseso ng pagmamanupaktura ay kritikal sa pagbuo ng mga pinagsama-samang bukal.Kaya, ang iba't ibang mga variable ay pumapasok sa isang problema sa pag-optimize, tulad ng paraan ng produksyon, ang mga hakbang na ginawa sa proseso, at ang pagkakasunud-sunod ng mga hakbang na iyon12,13.Kapag nagdidisenyo ng mga spring para sa mga dynamic na sistema, dapat isaalang-alang ang mga natural na frequency ng system.Inirerekomenda na ang unang natural na dalas ng tagsibol ay hindi bababa sa 5-10 beses ang natural na dalas ng sistema upang maiwasan ang resonance14.Taktak et al.Nagpasya ang 7 na i-minimize ang masa ng spring at i-maximize ang unang natural na frequency bilang mga layuning function sa disenyo ng coil spring.Gumamit sila ng paghahanap ng pattern, panloob na punto, aktibong set, at mga pamamaraan ng genetic algorithm sa tool sa pag-optimize ng Matlab.Ang analytical research ay bahagi ng spring design research, at ang Finite Element Method ay sikat sa lugar na ito15.Patil et al.16 ay bumuo ng isang paraan ng pag-optimize para sa pagbabawas ng bigat ng isang compression helical spring gamit ang isang analytical procedure at sinubukan ang mga analytical equation gamit ang finite element method.Ang isa pang pamantayan para sa pagtaas ng pagiging kapaki-pakinabang ng isang spring ay ang pagtaas ng enerhiya na maaari nitong itabi.Tinitiyak din ng kasong ito na ang tagsibol ay nagpapanatili ng pagiging kapaki-pakinabang nito sa loob ng mahabang panahon.Rahul at Rameshkumar17 Sikaping bawasan ang dami ng spring at pataasin ang strain energy sa mga disenyo ng coil spring ng kotse.Gumamit din sila ng mga genetic algorithm sa pagsasaliksik sa pag-optimize.
Tulad ng makikita, ang mga parameter sa pag-aaral ng pag-optimize ay nag-iiba mula sa bawat system.Sa pangkalahatan, ang mga parameter ng stiffness at shear stress ay mahalaga sa isang sistema kung saan ang load na dala nito ay ang determinadong factor.Ang pagpili ng materyal ay kasama sa sistema ng limitasyon sa timbang na may dalawang parameter na ito.Sa kabilang banda, ang mga natural na frequency ay sinusuri upang maiwasan ang mga resonance sa mga highly dynamic na system.Sa mga sistema kung saan mahalaga ang utility, ang enerhiya ay na-maximize.Sa pag-aaral ng optimization, bagama't ginagamit ang FEM para sa analytical na pag-aaral, makikita na ang mga metaheuristic na algorithm tulad ng genetic algorithm14,18 at ang grey wolf algorithm19 ay ginagamit kasama ng classical na Newton na pamamaraan sa loob ng isang hanay ng ilang mga parameter.Ang mga metaheuristic algorithm ay binuo batay sa mga natural na paraan ng adaptasyon na lumalapit sa pinakamainam na estado sa maikling panahon, lalo na sa ilalim ng impluwensya ng populasyon20,21.Sa isang random na pamamahagi ng populasyon sa lugar ng paghahanap, iniiwasan nila ang lokal na optima at lumilipat patungo sa pandaigdigang optima22.Kaya, nitong mga nakaraang taon ay madalas itong ginagamit sa konteksto ng mga tunay na problema sa industriya23,24.
Ang kritikal na kaso para sa mekanismo ng natitiklop na binuo sa pag-aaral na ito ay ang mga pakpak, na nasa saradong posisyon bago lumipad, ay nagbubukas ng isang tiyak na oras pagkatapos umalis sa tubo.Pagkatapos nito, hinaharangan ng locking element ang pakpak.Samakatuwid, ang mga bukal ay hindi direktang nakakaapekto sa dinamika ng paglipad.Sa kasong ito, ang layunin ng pag-optimize ay upang i-maximize ang nakaimbak na enerhiya upang mapabilis ang paggalaw ng tagsibol.Ang diameter ng roll, diameter ng wire, bilang ng mga roll at pagpapalihis ay tinukoy bilang mga parameter ng pag-optimize.Dahil sa maliit na sukat ng tagsibol, ang timbang ay hindi itinuturing na isang layunin.Samakatuwid, ang uri ng materyal ay tinukoy bilang naayos.Ang margin ng kaligtasan para sa mga mekanikal na pagpapapangit ay tinutukoy bilang isang kritikal na limitasyon.Bilang karagdagan, ang mga hadlang sa variable na laki ay kasangkot sa saklaw ng mekanismo.Ang BA metaheuristic na pamamaraan ay pinili bilang paraan ng pag-optimize.Ang BA ay napaboran para sa nababaluktot at simpleng istraktura nito, at para sa mga pagsulong nito sa pagsasaliksik sa mekanikal na pag-optimize25.Sa ikalawang bahagi ng pag-aaral, ang mga detalyadong pagpapahayag ng matematika ay kasama sa balangkas ng pangunahing disenyo at disenyo ng tagsibol ng mekanismo ng natitiklop.Ang ikatlong bahagi ay naglalaman ng algorithm ng pag-optimize at mga resulta ng pag-optimize.Ang Kabanata 4 ay nagsasagawa ng pagsusuri sa programa ng ADAMS.Ang kaangkupan ng mga bukal ay sinusuri bago ang produksyon.Ang huling seksyon ay naglalaman ng mga pang-eksperimentong resulta at mga larawan ng pagsubok.Ang mga resultang nakuha sa pag-aaral ay inihambing din sa nakaraang gawain ng mga may-akda gamit ang DOE approach.
Ang mga pakpak na binuo sa pag-aaral na ito ay dapat na nakatiklop patungo sa ibabaw ng rocket.Ang mga pakpak ay umiikot mula sa nakatiklop hanggang sa nakabukang posisyon.Para dito, binuo ang isang espesyal na mekanismo.Sa fig.Ipinapakita ng 1 ang nakatiklop at nakabukas na configuration5 sa rocket coordinate system.
Sa fig.2 ay nagpapakita ng sectional view ng mekanismo.Ang mekanismo ay binubuo ng ilang mekanikal na bahagi: (1) pangunahing katawan, (2) wing shaft, (3) bearing, (4) lock body, (5) lock bush, (6) stop pin, (7) torsion spring at ( 8) compression spring.Ang wing shaft (2) ay konektado sa torsion spring (7) sa pamamagitan ng locking sleeve (4).Ang lahat ng tatlong bahagi ay umiikot nang sabay-sabay pagkatapos lumipad ang rocket.Sa pamamagitan ng pag-ikot na paggalaw na ito, ang mga pakpak ay bumaling sa kanilang huling posisyon.Pagkatapos nito, ang pin (6) ay pinaandar ng compression spring (8), sa gayon ay hinaharangan ang buong mekanismo ng locking body (4)5.
Ang elastic modulus (E) at shear modulus (G) ay mga pangunahing parameter ng disenyo ng spring.Sa pag-aaral na ito, napili ang high carbon spring steel wire (Music wire ASTM A228) bilang spring material.Ang iba pang mga parameter ay wire diameter (d), average coil diameter (Dm), bilang ng coils (N) at spring deflection (xd para sa compression spring at θ para sa torsion spring)26.Ang nakaimbak na enerhiya para sa mga compression spring \({(SE}_{x})\) at torsion (\({SE}_{\theta}\)) spring ay maaaring kalkulahin mula sa equation.(1) at (2)26.(Ang halaga ng shear modulus (G) para sa compression spring ay 83.7E9 Pa, at ang elastic modulus (E) na halaga para sa torsion spring ay 203.4E9 Pa.)
Direktang tinutukoy ng mga mekanikal na sukat ng system ang mga geometric na hadlang ng tagsibol.Bilang karagdagan, ang mga kondisyon kung saan matatagpuan ang rocket ay dapat ding isaalang-alang.Tinutukoy ng mga salik na ito ang mga limitasyon ng mga parameter ng tagsibol.Ang isa pang mahalagang limitasyon ay ang kadahilanan ng kaligtasan.Ang kahulugan ng isang kadahilanang pangkaligtasan ay inilarawan nang detalyado ni Shigley et al.26.Ang compression spring safety factor (SFC) ay tinukoy bilang ang maximum na pinapayagang stress na hinati ng stress sa patuloy na haba.Maaaring kalkulahin ang SFC gamit ang mga equation.(3), (4), (5) at (6)26.(Para sa spring material na ginamit sa pag-aaral na ito, \({S}_{sy}=980 MPa\)).Ang F ay kumakatawan sa puwersa sa equation at ang KB ay kumakatawan sa Bergstrasser factor na 26.
Ang torsion safety factor ng isang spring (SFT) ay tinukoy bilang M na hinati sa k.Maaaring kalkulahin ang SFT mula sa equation.(7), (8), (9) at (10)26.(Para sa materyal na ginamit sa pag-aaral na ito, \({S}_{y}=1600 \mathrm{MPa}\)).Sa equation, M ay ginagamit para sa torque, \({k}^{^{\prime}}\) ay ginagamit para sa spring constant (torque/rotation), at Ki ay ginagamit para sa stress correction factor.
Ang pangunahing layunin ng pag-optimize sa pag-aaral na ito ay upang i-maximize ang enerhiya ng tagsibol.Ang layunin ng function ay binuo upang mahanap ang \(\overrightarrow{\{X\}}\) na nag-maximize sa \(f(X)\).Ang \({f}_{1}(X)\) at \({f}_{2}(X)\) ay ang mga function ng enerhiya ng compression at torsion spring, ayon sa pagkakabanggit.Ang mga nakalkulang variable at function na ginamit para sa pag-optimize ay ipinapakita sa mga sumusunod na equation.
Ang iba't ibang mga hadlang na inilagay sa disenyo ng spring ay ibinibigay sa mga sumusunod na equation.Ang mga equation (15) at (16) ay kumakatawan sa mga salik sa kaligtasan para sa compression at torsion spring, ayon sa pagkakabanggit.Sa pag-aaral na ito, ang SFC ay dapat na mas malaki sa o katumbas ng 1.2 at ang SFT ay dapat na mas malaki sa o katumbas ng θ26.
Ang BA ay naging inspirasyon ng mga diskarte sa paghahanap ng pollen ng mga bubuyog27.Ang mga bubuyog ay naghahanap sa pamamagitan ng pagpapadala ng higit pang mga forager sa mayabong na pollen field at mas kaunting forager sa hindi gaanong mataba na pollen field.Kaya, ang pinakamalaking kahusayan mula sa populasyon ng pukyutan ay nakakamit.Sa kabilang banda, ang mga scout bees ay patuloy na naghahanap ng mga bagong lugar ng pollen, at kung mayroong mas maraming produktibong lugar kaysa dati, maraming mga forager ang ididirekta sa bagong lugar na ito28.Ang BA ay binubuo ng dalawang bahagi: lokal na paghahanap at pandaigdigang paghahanap.Ang isang lokal na paghahanap ay naghahanap ng higit pang mga komunidad na malapit sa pinakamababa (mga elite na site), tulad ng mga bubuyog, at mas kaunti sa iba pang mga site (pinakamainam o itinatampok na mga site).Ang isang di-makatwirang paghahanap ay isinasagawa sa pandaigdigang bahagi ng paghahanap, at kung may makikitang magagandang halaga, ang mga istasyon ay ililipat sa lokal na bahagi ng paghahanap sa susunod na pag-ulit.Ang algorithm ay naglalaman ng ilang mga parameter: ang bilang ng mga scout bees (n), ang bilang ng mga lokal na site sa paghahanap (m), ang bilang ng mga elite na site (e), ang bilang ng mga forager sa mga elite na site (nep), ang bilang ng mga forager sa pinakamainam na mga lugar.Site (nsp), laki ng kapitbahayan (ngh), at bilang ng mga pag-ulit (I)29.Ang BA pseudocode ay ipinapakita sa Figure 3.
Sinusubukan ng algorithm na gumana sa pagitan ng \({g}_{1}(X)\) at \({g}_{2}(X)\).Bilang resulta ng bawat pag-ulit, ang mga pinakamainam na halaga ay natutukoy at ang isang populasyon ay natipon sa paligid ng mga halagang ito sa pagtatangkang makuha ang pinakamahusay na mga halaga.Sinusuri ang mga paghihigpit sa lokal at pandaigdigang seksyon ng paghahanap.Sa isang lokal na paghahanap, kung naaangkop ang mga salik na ito, kinakalkula ang halaga ng enerhiya.Kung ang bagong halaga ng enerhiya ay mas malaki kaysa sa pinakamainam na halaga, italaga ang bagong halaga sa pinakamainam na halaga.Kung ang pinakamahusay na halaga na natagpuan sa resulta ng paghahanap ay mas malaki kaysa sa kasalukuyang elemento, ang bagong elemento ay isasama sa koleksyon.Ang block diagram ng lokal na paghahanap ay ipinapakita sa Figure 4.
Ang populasyon ay isa sa mga pangunahing parameter sa BA.Makikita mula sa mga nakaraang pag-aaral na ang pagpapalawak ng populasyon ay nakakabawas sa bilang ng mga pag-ulit na kinakailangan at nagpapataas ng posibilidad na magtagumpay.Gayunpaman, ang bilang ng mga functional na pagtatasa ay tumataas din.Ang pagkakaroon ng isang malaking bilang ng mga piling site ay hindi gaanong nakakaapekto sa pagganap.Maaaring mababa ang bilang ng mga piling site kung hindi ito zero30.Ang laki ng populasyon ng scout bee (n) ay karaniwang pinipili sa pagitan ng 30 at 100. Sa pag-aaral na ito, parehong 30 at 50 na mga senaryo ang pinatakbo upang matukoy ang naaangkop na bilang (Talahanayan 2).Ang iba pang mga parameter ay tinutukoy depende sa populasyon.Ang bilang ng mga napiling site (m) ay (humigit-kumulang) 25% ng laki ng populasyon, at ang bilang ng mga piling site (e) sa mga napiling site ay 25% ng m.Ang bilang ng mga nagpapakain ng mga bubuyog (bilang ng mga paghahanap) ay pinili na 100 para sa mga piling tao at 30 para sa iba pang mga lokal na plot.Ang paghahanap sa kapitbahayan ay ang pangunahing konsepto ng lahat ng evolutionary algorithm.Sa pag-aaral na ito, ginamit ang pamamaraan ng tapering neighbors.Binabawasan ng pamamaraang ito ang laki ng kapitbahayan sa isang tiyak na rate sa bawat pag-ulit.Sa mga pag-ulit sa hinaharap, ang mga mas maliliit na halaga ng kapitbahayan30 ay maaaring gamitin para sa isang mas tumpak na paghahanap.
Para sa bawat senaryo, sampung magkakasunod na pagsubok ang isinagawa upang suriin ang reproducibility ng optimization algorithm.Sa fig.5 ay nagpapakita ng mga resulta ng pag-optimize ng torsion spring para sa scheme 1, at sa fig.6 – para sa scheme 2. Ang data ng pagsubok ay ibinibigay din sa mga talahanayan 3 at 4 (isang talahanayan na naglalaman ng mga resulta na nakuha para sa compression spring ay nasa Karagdagang Impormasyon S1).Ang populasyon ng bubuyog ay nagpapatindi sa paghahanap ng magagandang halaga sa unang pag-ulit.Sa senaryo 1, ang mga resulta ng ilang pagsubok ay mas mababa sa maximum.Sa Scenario 2, makikita na ang lahat ng mga resulta ng pag-optimize ay papalapit sa pinakamataas dahil sa pagtaas ng populasyon at iba pang nauugnay na mga parameter.Makikita na ang mga halaga sa Scenario 2 ay sapat para sa algorithm.
Kapag nakakuha ng pinakamataas na halaga ng enerhiya sa mga pag-ulit, ang isang kadahilanan ng kaligtasan ay ibinibigay din bilang isang hadlang para sa pag-aaral.Tingnan ang talahanayan para sa kadahilanan ng kaligtasan.Ang mga halaga ng enerhiya na nakuha gamit ang BA ay inihambing sa mga nakuha gamit ang 5 DOE na pamamaraan sa Talahanayan 5. (Para sa kadalian ng paggawa, ang bilang ng mga pagliko (N) ng torsion spring ay 4.9 sa halip na 4.88, at ang pagpapalihis (xd ) ay 8 mm sa halip na 7.99 mm sa compression spring.) Makikita na ang BA ay mas mahusay na Resulta.Sinusuri ng BA ang lahat ng mga halaga sa pamamagitan ng lokal at pandaigdigang paghahanap.Sa paraang ito, mas mabilis siyang makakasubok ng mas maraming alternatibo.
Sa pag-aaral na ito, ginamit si Adams upang pag-aralan ang paggalaw ng mekanismo ng pakpak.Unang binigyan si Adams ng 3D na modelo ng mekanismo.Pagkatapos ay tukuyin ang isang spring na may mga parameter na napili sa nakaraang seksyon.Bilang karagdagan, ang ilang iba pang mga parameter ay kailangang tukuyin para sa aktwal na pagsusuri.Ito ay mga pisikal na parameter tulad ng mga koneksyon, materyal na katangian, contact, friction, at gravity.Mayroong swivel joint sa pagitan ng blade shaft at ng bearing.Mayroong 5-6 cylindrical joints.Mayroong 5-1 fixed joints.Ang pangunahing katawan ay gawa sa materyal na aluminyo at naayos.Ang materyal ng natitirang bahagi ay bakal.Piliin ang koepisyent ng friction, contact stiffness at lalim ng pagtagos ng friction surface depende sa uri ng materyal.(stainless steel AISI 304) Sa pag-aaral na ito, ang kritikal na parameter ay ang oras ng pagbubukas ng mekanismo ng pakpak, na dapat ay mas mababa sa 200 ms.Samakatuwid, pagmasdan ang oras ng pagbubukas ng pakpak sa panahon ng pagsusuri.
Bilang resulta ng pagsusuri ni Adams, ang oras ng pagbubukas ng mekanismo ng pakpak ay 74 milliseconds.Ang mga resulta ng dynamic na simulation mula 1 hanggang 4 ay ipinapakita sa Figure 7. Ang unang larawan sa Figure.Ang 5 ay ang simulation na oras at ang mga pakpak ay nasa naghihintay na posisyon para sa pagtitiklop.(2) Ipinapakita ang posisyon ng pakpak pagkatapos ng 40ms kapag ang pakpak ay umikot ng 43 degrees.(3) ay nagpapakita ng posisyon ng pakpak pagkatapos ng 71 millisecond.Gayundin sa huling larawan (4) ay nagpapakita ng dulo ng pagliko ng pakpak at ang bukas na posisyon.Bilang resulta ng dynamic na pagsusuri, napagmasdan na ang mekanismo ng pagbubukas ng pakpak ay makabuluhang mas maikli kaysa sa target na halaga ng 200 ms.Bilang karagdagan, kapag sinusukat ang mga bukal, ang mga limitasyon sa kaligtasan ay pinili mula sa pinakamataas na halaga na inirerekomenda sa panitikan.
Matapos makumpleto ang lahat ng pag-aaral ng disenyo, pag-optimize at simulation, isang prototype ng mekanismo ang ginawa at isinama.Pagkatapos ay sinubukan ang prototype upang i-verify ang mga resulta ng simulation.I-secure muna ang pangunahing shell at tiklupin ang mga pakpak.Pagkatapos ay inilabas ang mga pakpak mula sa nakatiklop na posisyon at ginawa ang isang video ng pag-ikot ng mga pakpak mula sa nakatiklop na posisyon hanggang sa naka-deploy.Ginamit din ang timer upang pag-aralan ang oras habang nagre-record ng video.
Sa fig.8 ay nagpapakita ng mga video frame na may bilang na 1-4.Ang frame number 1 sa figure ay nagpapakita ng sandali ng paglabas ng mga nakatiklop na pakpak.Ang sandaling ito ay itinuturing na unang sandali ng oras t0.Ang mga frame 2 at 3 ay nagpapakita ng mga posisyon ng mga pakpak 40 ms at 70 ms pagkatapos ng unang sandali.Kapag sinusuri ang mga frame 3 at 4, makikita na ang paggalaw ng pakpak ay nagpapatatag ng 90 ms pagkatapos ng t0, at ang pagbubukas ng pakpak ay nakumpleto sa pagitan ng 70 at 90 ms.Nangangahulugan ang sitwasyong ito na ang parehong simulation at prototype na pagsubok ay nagbibigay ng humigit-kumulang sa parehong oras ng pag-deploy ng pakpak, at ang disenyo ay nakakatugon sa mga kinakailangan sa pagganap ng mekanismo.
Sa artikulong ito, ang torsion at compression spring na ginamit sa wing folding mechanism ay na-optimize gamit ang BA.Mabilis na maabot ang mga parameter na may kaunting mga pag-ulit.Ang torsion spring ay na-rate sa 1075 mJ at ang compression spring ay na-rate sa 37.24 mJ.Ang mga halagang ito ay 40-50% na mas mahusay kaysa sa mga nakaraang pag-aaral ng DOE.Ang tagsibol ay isinama sa mekanismo at sinuri sa programa ng ADAMS.Kapag pinag-aralan, nalaman na ang mga pakpak ay bumukas sa loob ng 74 milliseconds.Ang halagang ito ay mas mababa sa target ng proyekto na 200 millisecond.Sa isang kasunod na pang-eksperimentong pag-aaral, ang oras ng pag-on ay sinusukat na mga 90 ms.Ang 16 millisecond na pagkakaibang ito sa pagitan ng mga pagsusuri ay maaaring dahil sa mga salik sa kapaligiran na hindi namodelo sa software.Ito ay pinaniniwalaan na ang optimization algorithm na nakuha bilang isang resulta ng pag-aaral ay maaaring magamit para sa iba't ibang mga disenyo ng tagsibol.
Ang materyal ng tagsibol ay paunang natukoy at hindi ginamit bilang isang variable sa pag-optimize.Dahil maraming iba't ibang uri ng mga bukal ang ginagamit sa sasakyang panghimpapawid at mga rocket, ang BA ay ilalapat sa disenyo ng iba pang mga uri ng mga bukal gamit ang iba't ibang mga materyales upang makamit ang pinakamainam na disenyo ng tagsibol sa hinaharap na pananaliksik.
Ipinapahayag namin na ang manuskrito na ito ay orihinal, hindi pa nai-publish dati, at kasalukuyang hindi isinasaalang-alang para sa publikasyon sa ibang lugar.
Ang lahat ng data na nabuo o nasuri sa pag-aaral na ito ay kasama sa nai-publish na artikulong ito [at karagdagang file ng impormasyon].
Min, Z., Kin, VK at Richard, LJ Aircraft Modernization ng konsepto ng airfoil sa pamamagitan ng mga radikal na pagbabagong geometriko.IES J. Bahagi A Kabihasnan.tambalan.proyekto.3(3), 188–195 (2010).
Sun, J., Liu, K. at Bhushan, B. Isang pangkalahatang-ideya ng hindwing ng beetle: istraktura, mekanikal na katangian, mekanismo, at biyolohikal na inspirasyon.J. Mecha.Pag-uugali.Biomedical Science.alma mater.94, 63–73 (2019).
Chen, Z., Yu, J., Zhang, A., at Zhang, F. Disenyo at pagsusuri ng folding propulsion mechanism para sa hybrid powered underwater glider.Ocean Engineering 119, 125–134 (2016).
Kartik, HS at Prithvi, K. Disenyo at Pagsusuri ng isang Helicopter Horizontal Stabilizer Folding Mechanism.panloob J. Ing.tangke ng imbakan.mga teknolohiya.(IGERT) 9(05), 110–113 (2020).
Kulunk, Z. at Sahin, M. Pag-optimize ng mga mekanikal na parameter ng isang natitiklop na disenyo ng pakpak ng rocket gamit ang diskarte sa disenyo ng eksperimento.panloob na J. Modelo.pag-optimize.9(2), 108–112 (2019).
Ke, J., Wu, ZY, Liu, YS, Xiang, Z. & Hu, Paraan ng Disenyo ng XD, Pag-aaral sa Pagganap, at Proseso ng Paggawa ng Composite Coil Springs: Isang Pagsusuri.sumulat.tambalan.252, 112747 (2020).
Taktak M., Omheni K., Alui A., Dammak F. at Khaddar M. Dynamic na pag-optimize ng disenyo ng mga coil spring.Mag-apply para sa tunog.77, 178–183 (2014).
Paredes, M., Sartor, M., at Mascle, K. Isang pamamaraan para sa pag-optimize ng disenyo ng mga tension spring.kompyuter.aplikasyon ng pamamaraan.balahibo.proyekto.191(8-10), 783-797 (2001).
Zebdi O., Bouhili R. at Trochu F. Pinakamainam na disenyo ng composite helical spring gamit ang multiobjective optimization.J. Reinf.plastik.sumulat.28 (14), 1713–1732 (2009).
Pawart, HB at Desale, DD Optimization ng tricycle front suspension coil springs.proseso.tagagawa.20, 428–433 (2018).
Bahshesh M. at Bahshesh M. Pag-optimize ng steel coil spring na may composite spring.panloob J. Multidisciplinary.ang agham.proyekto.3(6), 47–51 (2012).
Chen, L. et al.Alamin ang tungkol sa maraming parameter na nakakaapekto sa static at dynamic na performance ng mga composite coil spring.J. Pamilihan.tangke ng imbakan.20, 532–550 (2022).
Frank, J. Pagsusuri at Pag-optimize ng Composite Helical Springs, PhD Thesis, Sacramento State University (2020).
Gu, Z., Hou, X. at Ye, J. Mga pamamaraan para sa pagdidisenyo at pagsusuri ng nonlinear helical spring gamit ang kumbinasyon ng mga pamamaraan: finite element analysis, Latin hypercube limited sampling, at genetic programming.proseso.Fur Institute.proyekto.CJ Mecha.proyekto.ang agham.235(22), 5917–5930 (2021).
Wu, L., et al.Adjustable Spring Rate Carbon Fiber Multi-Strand Coil Springs: Isang Pag-aaral sa Disenyo at Mekanismo.J. Pamilihan.tangke ng imbakan.9(3), 5067–5076 (2020).
Patil DS, Mangrulkar KS at Jagtap ST Pag-optimize ng timbang ng mga compression helical spring.panloob J. Innov.tangke ng imbakan.Multidisciplinary.2(11), 154–164 (2016).
Rahul, MS at Rameshkumar, K. Multipurpose optimization at numerical simulation ng coil springs para sa mga automotive application.alma mater.proseso ngayon.46, 4847–4853 (2021).
Bai, JB et al.Pagtukoy sa Pinakamahusay na Kasanayan – Pinakamainam na Disenyo ng Composite Helical Structure Gamit ang Genetic Algorithms.sumulat.tambalan.268, 113982 (2021).
Shahin, I., Dorterler, M., at Gokche, H. Gamit ang 灰狼 optimization method batay sa optimization ng minimum volume ng compression spring design, Ghazi J. Engineering Science, 3(2), 21–27 ( 2017).
Aye, KM, Foldy, N., Yildiz, AR, Burirat, S. at Sait, SM Metaheuristics na gumagamit ng maraming ahente para i-optimize ang mga pag-crash.panloob J. Veh.dec.80(2–4), 223–240 (2019).
Yildyz, AR at Erdash, MU Bagong hybrid Taguchi-salpa group optimization algorithm para sa maaasahang disenyo ng mga tunay na problema sa engineering.alma mater.pagsusulit.63(2), 157–162 (2021).
Yildiz BS, Foldi N., Burerat S., Yildiz AR at Sait SM Maaasahang disenyo ng mga mekanismo ng robotic gripper gamit ang bagong hybrid na algorithm ng pag-optimize ng tipaklong.dalubhasa.sistema.38(3), e12666 (2021).