AISI 304 / 304L المكون الكيميائي لأنبوب لفائف الفولاذ المقاوم للصدأ ، تحسين معلمات زنبرك الجناح القابل للطي باستخدام خوارزمية نحل العسل

شكرا لكم لزيارة Nature.com.أنت تستخدم إصدار متصفح مع دعم محدود لـ CSS.للحصول على أفضل تجربة، نوصي باستخدام متصفح محدث (أو تعطيل وضع التوافق في Internet Explorer).بالإضافة إلى ذلك، ولضمان الدعم المستمر، نعرض الموقع بدون أنماط وجافا سكريبت.
أشرطة التمرير تعرض ثلاث مقالات لكل شريحة.استخدم زري الرجوع والتالي للتنقل عبر الشرائح، أو أزرار التحكم في الشرائح الموجودة في النهاية للتنقل خلال كل شريحة.

AISI 304/304L أنابيب ملفوفة من الفولاذ المقاوم للصدأ

يعتبر ملف الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 304 منتجًا متعدد الأغراض يتمتع بمقاومة ممتازة وهو مناسب لمجموعة واسعة من التطبيقات التي تتطلب قابلية جيدة للتشكيل واللحام.

مخزون Sheye Metal 304 لفائف بسماكة 0.3 مم إلى 16 مم وتشطيب 2B، تشطيب BA، تشطيب رقم 4 متاح دائمًا.

إلى جانب الأنواع الثلاثة من الأسطح، يمكن تسليم لفائف الفولاذ المقاوم للصدأ 304 مع مجموعة متنوعة من التشطيبات السطحية.يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة 304 على معادن الكروم (عادة 18%) والنيكل (عادة 8%) باعتبارها المكونات الرئيسية غير الحديدية.

هذا النوع من الملفات هو عادة من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، وينتمي إلى عائلة الفولاذ المقاوم للصدأ Cr-Ni القياسية.

يتم استخدامها عادةً للسلع المنزلية والاستهلاكية، ومعدات المطبخ، والكسوة الداخلية والخارجية، والدرابزين، وإطارات النوافذ، ومعدات صناعة الأغذية والمشروبات، وصهاريج التخزين.

في هذه الدراسة، يعتبر تصميم نوابض الالتواء والضغط لآلية طي الجناح المستخدمة في الصاروخ مشكلة تحسينية.بعد أن يغادر الصاروخ أنبوب الإطلاق، يجب فتح الأجنحة المغلقة وتأمينها لفترة معينة من الوقت.كان الهدف من الدراسة هو زيادة الطاقة المخزنة في الينابيع إلى الحد الأقصى حتى تتمكن الأجنحة من الانتشار في أقصر وقت ممكن.في هذه الحالة، تم تعريف معادلة الطاقة في كلا المنشورين على أنها الوظيفة الموضوعية في عملية التحسين.تم تعريف قطر السلك وقطر الملف وعدد الملفات ومعلمات الانحراف المطلوبة لتصميم الزنبرك كمتغيرات تحسين.هناك حدود هندسية للمتغيرات بسبب حجم الآلية، وكذلك حدود لعامل الأمان بسبب الحمولة التي تحملها النوابض.تم استخدام خوارزمية نحل العسل (BA) لحل مشكلة التحسين هذه وتنفيذ التصميم الزنبركي.تتفوق قيم الطاقة التي تم الحصول عليها باستخدام BA على تلك التي تم الحصول عليها من دراسات تصميم التجارب السابقة (DOE).تم تحليل النوابض والآليات المصممة باستخدام المعلمات التي تم الحصول عليها من التحسين لأول مرة في برنامج ADAMS.وبعد ذلك تم إجراء الاختبارات التجريبية من خلال دمج النوابض المصنعة في آليات حقيقية.ونتيجة الاختبار لوحظ أن الأجنحة فتحت بعد حوالي 90 مللي ثانية.هذه القيمة أقل بكثير من هدف المشروع وهو 200 مللي ثانية.وبالإضافة إلى ذلك، فإن الفرق بين النتائج التحليلية والتجريبية هو 16 مللي ثانية فقط.
في الطائرات والمركبات البحرية، تعد آليات الطي أمرًا بالغ الأهمية.تُستخدم هذه الأنظمة في تعديلات وتحويلات الطائرات لتحسين أداء الطيران والتحكم فيه.اعتمادًا على وضع الطيران، يتم طي الأجنحة وفتحها بشكل مختلف لتقليل التأثير الديناميكي الهوائي1.ويمكن مقارنة هذا الوضع بحركات أجنحة بعض الطيور والحشرات أثناء الطيران والغوص اليومي.وبالمثل، تُطوى الطائرات الشراعية وتُفرد في الغواصات لتقليل التأثيرات الهيدروديناميكية وزيادة القدرة على التعامل.هناك غرض آخر لهذه الآليات وهو توفير مزايا حجمية لأنظمة مثل طي مروحة المروحية 4 للتخزين والنقل.يتم طي أجنحة الصاروخ أيضًا لتقليل مساحة التخزين.وبالتالي، يمكن وضع المزيد من الصواريخ على مساحة أصغر من القاذفة 5. وعادة ما تكون المكونات المستخدمة بشكل فعال في الطي والفتح هي النوابض.في لحظة الطي، يتم تخزين الطاقة فيه وإطلاقها في لحظة الطي.بسبب هيكلها المرن، يتم تعادل الطاقة المخزنة والمحررة.تم تصميم الزنبرك بشكل أساسي للنظام، ويمثل هذا التصميم مشكلة تحسين 6.لأنه على الرغم من أنه يتضمن متغيرات مختلفة مثل قطر السلك، وقطر الملف، وعدد اللفات، وزاوية الحلزون، ونوع المادة، إلا أن هناك أيضًا معايير مثل الكتلة، أو الحجم، أو الحد الأدنى من توزيع الضغط، أو الحد الأقصى لتوافر الطاقة.
تلقي هذه الدراسة الضوء على تصميم النوابض وتحسينها لآليات طي الأجنحة المستخدمة في الأنظمة الصاروخية.كونها داخل أنبوب الإطلاق قبل الرحلة، تظل الأجنحة مطوية على سطح الصاروخ، وبعد الخروج من أنبوب الإطلاق، تتكشف لفترة معينة وتظل مضغوطة على السطح.هذه العملية ضرورية لحسن سير العمل في الصاروخ.في آلية الطي المطورة، يتم فتح الأجنحة بواسطة نوابض الالتواء، ويتم القفل بواسطة نوابض الضغط.لتصميم زنبرك مناسب، يجب إجراء عملية التحسين.ضمن الأمثل الربيع، هناك العديد من التطبيقات في الأدب.
عرّف باريديس وآخرون 8 عامل الحد الأقصى لعمر الكلال كدالة موضوعية لتصميم النوابض الحلزونية واستخدموا الطريقة شبه النيوتونية كطريقة للتحسين.تم تحديد المتغيرات في التحسين وهي قطر السلك، قطر الملف، عدد اللفات، وطول الزنبرك.معلمة أخرى للهيكل الزنبركي هي المادة التي صنعت منها.ولذلك، تم أخذ ذلك في الاعتبار في دراسات التصميم والتحسين.زبدي وآخرون.9 حددوا أهداف الحد الأقصى للصلابة والحد الأدنى للوزن في الوظيفة الموضوعية في دراستهم، حيث كان عامل الوزن معنويا.وفي هذه الحالة، حددوا مادة الزنبرك والخصائص الهندسية كمتغيرات.يستخدمون الخوارزمية الجينية كوسيلة للتحسين.في صناعة السيارات، يكون وزن المواد مفيدًا بعدة طرق، بدءًا من أداء السيارة وحتى استهلاك الوقود.يعد تقليل الوزن مع تحسين النوابض اللولبية للتعليق دراسة معروفة.حدد بهشيش وبهشيش11 مواد مثل الزجاج الإلكتروني والكربون والكيفلار كمتغيرات في عملهما في بيئة ANSYS بهدف تحقيق الحد الأدنى من الوزن وأقصى قوة شد في مختلف تصميمات نوابض التعليق المركبة.تعد عملية التصنيع أمرًا بالغ الأهمية في تطوير النوابض المركبة.وبالتالي، تلعب متغيرات مختلفة دورًا في مشكلة التحسين، مثل طريقة الإنتاج، والخطوات المتخذة في العملية، وتسلسل تلك الخطوات.عند تصميم النوابض للأنظمة الديناميكية يجب أن تؤخذ في الاعتبار الترددات الطبيعية للنظام.من المستحسن أن يكون التردد الطبيعي الأول للزنبرك على الأقل 5-10 أضعاف التردد الطبيعي للنظام لتجنب الرنين.تاكتاك وآخرون.7 قرر تقليل كتلة الزنبرك وتعظيم التردد الطبيعي الأول كوظائف موضوعية في تصميم الزنبرك اللولبي.لقد استخدموا البحث عن الأنماط، والنقطة الداخلية، والمجموعة النشطة، وطرق الخوارزمية الجينية في أداة تحسين Matlab.يعد البحث التحليلي جزءًا من أبحاث التصميم الربيعي، وتحظى طريقة العناصر المحدودة بشعبية كبيرة في هذا المجال.طور باتيل وآخرون 16 طريقة تحسين لتقليل وزن الزنبرك الحلزوني الانضغاطي باستخدام إجراء تحليلي واختبروا المعادلات التحليلية باستخدام طريقة العناصر المحدودة.معيار آخر لزيادة فائدة الزنبرك هو زيادة الطاقة التي يمكنه تخزينها.تضمن هذه الحالة أيضًا احتفاظ الزنبرك بفائدته لفترة طويلة من الزمن.راهول وراميشكومار17 يسعيان إلى تقليل حجم الزنبرك وزيادة طاقة الإجهاد في تصميمات النوابض اللولبية في السيارة.لقد استخدموا أيضًا الخوارزميات الجينية في أبحاث التحسين.
كما يتبين، تختلف المعلمات في دراسة التحسين من نظام إلى آخر.بشكل عام، تعتبر معلمات الصلابة وإجهاد القص مهمة في النظام حيث يكون الحمل الذي يحمله هو العامل المحدد.يتم تضمين اختيار المواد في نظام الحد من الوزن مع هاتين المعلمتين.ومن ناحية أخرى، يتم فحص الترددات الطبيعية لتجنب الرنين في الأنظمة الديناميكية للغاية.في الأنظمة التي تكون فيها المنفعة مهمة، يتم تعظيم الطاقة.في دراسات التحسين، على الرغم من استخدام FEM للدراسات التحليلية، يمكن ملاحظة أن الخوارزميات الماورائية مثل الخوارزمية الجينية 14، 18 وخوارزمية الذئب الرمادي 19 تستخدم مع طريقة نيوتن الكلاسيكية ضمن نطاق من المعلمات المحددة.وقد تم تطوير خوارزميات Metaheuristic على أساس أساليب التكيف الطبيعية التي تقترب من الحالة المثلى في فترة قصيرة من الزمن، وخاصة تحت تأثير السكان.ومع التوزيع العشوائي للسكان في منطقة البحث، فإنهم يتجنبون الأمثلية المحلية ويتجهون نحو الأمثلية العالمية22.وهكذا، في السنوات الأخيرة تم استخدامه في كثير من الأحيان في سياق المشاكل الصناعية الحقيقية.
الحالة الحاسمة لآلية الطي التي تم تطويرها في هذه الدراسة هي أن الأجنحة، التي كانت في وضع مغلق قبل الطيران، تفتح لفترة معينة بعد مغادرة الأنبوب.بعد ذلك، يقوم عنصر القفل بحظر الجناح.ولذلك، فإن الينابيع لا تؤثر بشكل مباشر على ديناميكيات الطيران.في هذه الحالة، كان الهدف من التحسين هو تعظيم الطاقة المخزنة لتسريع حركة الزنبرك.تم تعريف قطر اللفة، وقطر السلك، وعدد اللفات، والانحراف كمعلمات التحسين.نظرًا لصغر حجم الزنبرك، لم يتم اعتبار الوزن هدفًا.لذلك، يتم تعريف نوع المادة على أنه ثابت.يتم تحديد هامش الأمان للتشوهات الميكانيكية باعتباره قيدًا حاسمًا.وبالإضافة إلى ذلك، تدخل قيود الحجم المتغير في نطاق الآلية.تم اختيار طريقة BA metaheuristic كطريقة التحسين.تم تفضيل مكتبة الإسكندرية بسبب هيكلها المرن والبسيط، وللتقدم الذي حققته في أبحاث التحسين الميكانيكي.وفي الجزء الثاني من الدراسة تم تضمين التعبيرات الرياضية التفصيلية في إطار التصميم الأساسي والتصميم الزنبركي لآلية الطي.يحتوي الجزء الثالث على خوارزمية التحسين ونتائج التحسين.الفصل الرابع يجري التحليل في برنامج ADAMS.يتم تحليل مدى ملاءمة الينابيع قبل الإنتاج.يحتوي القسم الأخير على النتائج التجريبية وصور الاختبار.وتمت أيضًا مقارنة النتائج التي تم الحصول عليها في الدراسة مع العمل السابق للمؤلفين باستخدام نهج وزارة الطاقة.
يجب أن تطوى الأجنحة التي تم تطويرها في هذه الدراسة باتجاه سطح الصاروخ.تدور الأجنحة من الوضع المطوي إلى الوضع المفتوح.ولهذا تم تطوير آلية خاصة.على الشكل.يوضح الشكل 1 التكوين المطوي والمكشوف 5 في نظام الإحداثيات الصاروخية.
على الشكل.2 يظهر عرض مقطعي للآلية.تتكون الآلية من عدة أجزاء ميكانيكية: (1) الجسم الرئيسي، (2) عمود الجناح، (3) المحمل، (4) جسم القفل، (5) جلبة القفل، (6) دبوس التوقف، (7) زنبرك الالتواء و ( 8) نوابض الضغط.يتم توصيل عمود الجناح (2) بنابض الالتواء (7) من خلال جلبة القفل (4).تدور الأجزاء الثلاثة في وقت واحد بعد إقلاع الصاروخ.ومع هذه الحركة الدورانية، تعود الأجنحة إلى موضعها النهائي.بعد ذلك، يتم تشغيل الدبوس (6) بواسطة زنبرك الضغط (8)، وبالتالي عرقلة آلية جسم القفل بالكامل (4)5.
يعد المعامل المرن (E) ومعامل القص (G) من معلمات التصميم الرئيسية للزنبرك.في هذه الدراسة، تم اختيار سلك فولاذي عالي الكربون (سلك الموسيقى ASTM A228) كمادة للزنبرك.المعلمات الأخرى هي قطر السلك (d)، متوسط ​​قطر الملف (Dm)، عدد الملفات (N) وانحراف الزنبرك (xd لنوابض الضغط و θ لنوابض الالتواء)26.يمكن حساب الطاقة المخزنة لنوابض الضغط \({(SE} _ {x})\) ونوابض الالتواء (\ ({SE} _ {\ theta} \)) من المعادلة.(1) و (2)26.(قيمة معامل القص (G) لزنبرك الانضغاط هي 83.7E9 Pa، وقيمة معامل المرونة (E) لزنبرك الالتواء هي 203.4E9 Pa.)
تحدد الأبعاد الميكانيكية للنظام بشكل مباشر القيود الهندسية للزنبرك.وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي أيضا أن تؤخذ في الاعتبار الظروف التي سيتم فيها وضع الصاروخ.تحدد هذه العوامل حدود معلمات الربيع.القيد المهم الآخر هو عامل السلامة.تم وصف تعريف عامل الأمان بالتفصيل بواسطة Shigley et al.26.يتم تعريف عامل أمان زنبرك الضغط (SFC) على أنه الحد الأقصى للضغط المسموح به مقسومًا على الضغط على الطول المستمر.يمكن حساب SFC باستخدام المعادلات.(3)، (4)، (5) و (6)26.(بالنسبة للمادة الربيعية المستخدمة في هذه الدراسة \({S}_{sy}=980 ميجاباسكال\)).تمثل F القوة في المعادلة ويمثل KB عامل Bergstrasser البالغ 26.
يتم تعريف عامل أمان الالتواء للزنبرك (SFT) على أنه M مقسومًا على k.يمكن حساب SFT من المعادلة.(7)، (8)، (9)، (10)26.(بالنسبة للمادة المستخدمة في هذه الدراسة، \({S}_{y}=1600 \mathrm{MPa}\)).في المعادلة، يتم استخدام M لعزم الدوران، ويستخدم \({k}^{^{\prime}}\) لثابت الزنبرك (عزم الدوران/الدوران)، ويستخدم Ki لعامل تصحيح الإجهاد.
الهدف الأمثل الرئيسي في هذه الدراسة هو تعظيم طاقة الربيع.تمت صياغة الدالة الهدف للعثور على \(\overrightarrow{\{X\}}\) الذي يزيد \(f(X)\).\({f}_{1}(X)\) و\({f}_{2}(X)\) هما دالتا الطاقة لزنبرك الضغط والالتواء، على التوالي.يتم عرض المتغيرات والوظائف المحسوبة المستخدمة للتحسين في المعادلات التالية.
وترد القيود المختلفة المفروضة على تصميم الربيع في المعادلات التالية.تمثل المعادلتان (15) و (16) عوامل الأمان لنوابض الضغط والالتواء على التوالي.في هذه الدراسة، يجب أن يكون SFC أكبر من أو يساوي 1.2 ويجب أن يكون SFT أكبر من أو يساوي θ26.
كانت مكتبة الإسكندرية مستوحاة من استراتيجيات البحث عن حبوب اللقاح لدى النحل .يبحث النحل عن طريق إرسال عدد أكبر من الباحثين عن الطعام إلى حقول حبوب اللقاح الخصبة وعدد أقل من الباحثين عن الطعام إلى حقول حبوب اللقاح الأقل خصوبة.وبالتالي، يتم تحقيق أكبر قدر من الكفاءة من سكان النحل.من ناحية أخرى، يستمر النحل الكشفي في البحث عن مناطق جديدة لحبوب اللقاح، وإذا كانت هناك مناطق أكثر إنتاجية من ذي قبل، فسيتم توجيه العديد من الباحثين عن الطعام إلى هذه المنطقة الجديدة.تتكون مكتبة الإسكندرية من جزأين: البحث المحلي والبحث العالمي.يبحث البحث المحلي عن المزيد من المجتمعات القريبة من الحد الأدنى (مواقع النخبة)، مثل النحل، وأقل في المواقع الأخرى (المواقع المثالية أو المميزة).يتم إجراء بحث عشوائي في جزء البحث العالمي، وإذا تم العثور على قيم جيدة، يتم نقل المحطات إلى جزء البحث المحلي في التكرار التالي.تحتوي الخوارزمية على بعض المعلمات: عدد النحل الكشفي (n)، عدد مواقع البحث المحلية (m)، عدد مواقع النخبة (e)، عدد الباحثات في مواقع النخبة (nep)، عدد الباحثات في مواقع النخبة (nep)، المناطق المثلى.الموقع (nsp) وحجم الحي (ngh) وعدد التكرارات (I)29.يظهر الكود الكاذب BA في الشكل 3.
تحاول الخوارزمية العمل بين \({g}_{1}(X)\) و\({g}_{2}(X)\).ونتيجة لكل تكرار، يتم تحديد القيم المثلى ويتم تجميع السكان حول هذه القيم في محاولة للحصول على أفضل القيم.يتم التحقق من القيود في أقسام البحث المحلية والعالمية.في البحث المحلي، إذا كانت هذه العوامل مناسبة، يتم حساب قيمة الطاقة.إذا كانت قيمة الطاقة الجديدة أكبر من القيمة المثلى، قم بتعيين القيمة الجديدة إلى القيمة المثلى.إذا كانت أفضل قيمة تم العثور عليها في نتيجة البحث أكبر من العنصر الحالي، فسيتم تضمين العنصر الجديد في المجموعة.يظهر الرسم التخطيطي للبحث المحلي في الشكل 4.
السكان هو أحد المعالم الرئيسية في مكتبة الإسكندرية.يمكن أن نرى من الدراسات السابقة أن زيادة عدد السكان يقلل من عدد التكرارات المطلوبة ويزيد من احتمالية النجاح.ومع ذلك، فإن عدد التقييمات الوظيفية آخذ في الازدياد أيضًا.إن وجود عدد كبير من مواقع النخبة لا يؤثر بشكل كبير على الأداء.يمكن أن يكون عدد مواقع النخبة منخفضًا إذا لم يكن صفرًا30.عادة ما يتم اختيار حجم مجتمع النحل الكشفي (n) بين 30 و100. في هذه الدراسة، تم تشغيل كل من السيناريوهات 30 و50 لتحديد العدد المناسب (الجدول 2).يتم تحديد المعلمات الأخرى اعتمادا على عدد السكان.ويبلغ عدد المواقع المختارة (م) (تقريباً) 25% من حجم السكان، وعدد المواقع النخبة (هـ) من بين المواقع المختارة 25% من م.تم اختيار عدد نحل التغذية (عدد عمليات البحث) ليكون 100 لقطع النخبة و30 لقطع الأراضي المحلية الأخرى.البحث عن الجوار هو المفهوم الأساسي لجميع الخوارزميات التطورية.في هذه الدراسة تم استخدام طريقة الجيران المتناقصين.تعمل هذه الطريقة على تقليل حجم الحي بمعدل معين أثناء كل تكرار.في التكرارات المستقبلية، يمكن استخدام قيم الأحياء الأصغر لإجراء بحث أكثر دقة.
لكل سيناريو، تم إجراء عشرة اختبارات متتالية للتحقق من إمكانية تكرار نتائج خوارزمية التحسين.على الشكل.يوضح الشكل 5 نتائج تحسين زنبرك الالتواء للمخطط 1، وفي الشكل.6 - للمخطط 2. ترد أيضًا بيانات الاختبار في الجدولين 3 و4 (يوجد جدول يحتوي على النتائج التي تم الحصول عليها لزنبرك الضغط في المعلومات التكميلية S1).يكثف سكان النحل البحث عن القيم الجيدة في التكرار الأول.في السيناريو 1، كانت نتائج بعض الاختبارات أقل من الحد الأقصى.في السيناريو 2، يمكن ملاحظة أن جميع نتائج التحسين تقترب من الحد الأقصى بسبب الزيادة في عدد السكان والمعلمات الأخرى ذات الصلة.يمكن ملاحظة أن القيم الموجودة في السيناريو 2 كافية للخوارزمية.
عند الحصول على الحد الأقصى لقيمة الطاقة في التكرارات، يتم توفير عامل الأمان أيضًا كقيد للدراسة.انظر الجدول لمعرفة عامل الأمان.تتم مقارنة قيم الطاقة التي تم الحصول عليها باستخدام BA مع تلك التي تم الحصول عليها باستخدام طريقة 5 DOE في الجدول 5. (لسهولة التصنيع، عدد اللفات (N) لنابض الالتواء هو 4.9 بدلاً من 4.88، والانحراف (xd ) هو 8 مم بدلاً من 7.99 مم في زنبرك الضغط.) ويمكن ملاحظة أن BA هي النتيجة الأفضل.تقوم مكتبة الإسكندرية بتقييم جميع القيم من خلال عمليات البحث المحلية والعالمية.بهذه الطريقة يمكنه تجربة المزيد من البدائل بشكل أسرع.
في هذه الدراسة، تم استخدام آدامز لتحليل حركة آلية الجناح.تم إعطاء آدامز أولاً نموذجًا ثلاثي الأبعاد للآلية.ثم حدد الزنبرك بالمعلمات المحددة في القسم السابق.وبالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة إلى تحديد بعض المعلمات الأخرى للتحليل الفعلي.هذه هي المعلمات الفيزيائية مثل الاتصالات، وخصائص المواد، والاتصال، والاحتكاك، والجاذبية.يوجد مفصل دوار بين عمود الشفرة والمحمل.هناك 5-6 مفاصل أسطوانية.هناك 5-1 مفاصل ثابتة.الجسم الرئيسي مصنوع من مادة الألومنيوم وثابت.مادة بقية الأجزاء من الفولاذ.يتم اختيار معامل الاحتكاك وصلابة التلامس وعمق اختراق سطح الاحتكاك حسب نوع المادة.(الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 304) في هذه الدراسة، المعلمة الحرجة هي وقت فتح آلية الجناح، والذي يجب أن يكون أقل من 200 مللي ثانية.ولذلك، إبقاء العين على وقت فتح الجناح أثناء التحليل.
ونتيجة لتحليل آدامز، فإن زمن فتح آلية الجناح هو 74 مللي ثانية.تظهر نتائج المحاكاة الديناميكية من 1 إلى 4 في الشكل 7. الصورة الأولى في الشكل.5 هو وقت بدء المحاكاة والأجنحة في وضع انتظار الطي.(2) يعرض موضع الجناح بعد 40 مللي ثانية عندما يدور الجناح بمقدار 43 درجة.(3) يوضح موضع الجناح بعد 71 مللي ثانية.وأيضاً في الصورة الأخيرة (4) تظهر نهاية دوران الجناح والوضعية المفتوحة.نتيجة للتحليل الديناميكي، لوحظ أن آلية فتح الجناح أقصر بكثير من القيمة المستهدفة البالغة 200 مللي ثانية.بالإضافة إلى ذلك، عند تحديد حجم النوابض، تم اختيار حدود السلامة من أعلى القيم الموصى بها في الأدبيات.
وبعد الانتهاء من جميع دراسات التصميم والتحسين والمحاكاة، تم تصنيع نموذج أولي للآلية ودمجها.ثم تم اختبار النموذج الأولي للتحقق من نتائج المحاكاة.قم أولاً بتأمين القشرة الرئيسية وطي الأجنحة.ثم تم تحرير الأجنحة من الوضع المطوي وتم تصوير مقطع فيديو لتدوير الأجنحة من الوضع المطوي إلى الوضع المنتشر.تم استخدام المؤقت أيضًا لتحليل الوقت أثناء تسجيل الفيديو.
على الشكل.8 يظهر إطارات الفيديو مرقمة 1-4.يوضح الإطار رقم 1 في الشكل لحظة تحرير الأجنحة المطوية.تعتبر هذه اللحظة اللحظة الأولية للوقت t0.يُظهر الإطاران 2 و3 مواقع الأجنحة بعد 40 مللي ثانية و70 مللي ثانية بعد اللحظة الأولى.عند تحليل الإطارين 3 و4، يمكن ملاحظة أن حركة الجناح تستقر بعد 90 مللي ثانية بعد t0، ويكتمل فتح الجناح بين 70 و90 مللي ثانية.ويعني هذا الوضع أن كلا من المحاكاة واختبار النموذج الأولي يعطيان نفس وقت نشر الجناح تقريبًا، وأن التصميم يلبي متطلبات أداء الآلية.
في هذه المقالة، تم تحسين نوابض الالتواء والضغط المستخدمة في آلية طي الجناح باستخدام BA.يمكن الوصول إلى المعلمات بسرعة مع تكرارات قليلة.تم تصنيف نابض الالتواء عند 1075 مللي جول ونابض الضغط عند 37.24 مللي جول.هذه القيم أفضل بنسبة 40-50% من دراسات وزارة الطاقة السابقة.تم دمج الزنبرك في الآلية وتحليله في برنامج ADAMS.وعند تحليلها، وجد أن الأجنحة انفتحت خلال 74 مللي ثانية.هذه القيمة أقل بكثير من هدف المشروع وهو 200 مللي ثانية.وفي دراسة تجريبية لاحقة، تم قياس وقت التشغيل بحوالي 90 مللي ثانية.قد يكون هذا الاختلاف البالغ 16 مللي ثانية بين التحليلات بسبب عوامل بيئية لم يتم تصميمها في البرنامج.ويعتقد أن خوارزمية التحسين التي تم الحصول عليها نتيجة للدراسة يمكن استخدامها لتصميمات الربيع المختلفة.
تم تعريف مادة الزنبرك مسبقًا ولم يتم استخدامها كمتغير في التحسين.نظرًا لاستخدام العديد من أنواع النوابض المختلفة في الطائرات والصواريخ، سيتم تطبيق مكتبة الإسكندرية لتصميم أنواع أخرى من النوابض باستخدام مواد مختلفة لتحقيق تصميم النوابض الأمثل في الأبحاث المستقبلية.
نعلن أن هذه المخطوطة أصلية، ولم يتم نشرها من قبل، ولا يتم حاليًا النظر في نشرها في مكان آخر.
تم تضمين جميع البيانات التي تم إنشاؤها أو تحليلها في هذه الدراسة في هذه المقالة المنشورة [وملف معلومات إضافي].
Min، Z.، Kin، VK and Richard، LJ تحديث الطائرات لمفهوم الجنيح من خلال تغييرات هندسية جذرية.IES J. الجزء أ الحضارة.مُجَمَّع.مشروع.3(3)، 188-195 (2010).
Sun، J.، Liu، K. and Bhushan، B. نظرة عامة على جناح الخنفساء الخلفي: الهيكل والخواص الميكانيكية والآليات والإلهام البيولوجي.جي ميكا.سلوك.علم الطب الحيوي.ألما ماتر.94، 63-73 (2019).
Chen، Z.، Yu، J.، Zhang، A.، and Zhang، F. تصميم وتحليل آلية دفع قابلة للطي لطائرة شراعية تحت الماء تعمل بالطاقة الهجينة.هندسة المحيطات 119، 125-134 (2016).
كارتيك، إتش إس وبريثفي، ك. تصميم وتحليل آلية طي المثبت الأفقي لطائرات الهليكوبتر.داخلي J. إنج.خزان.التقنيات.(إيجيرت) 9(05)، 110-113 (2020).
Kulunk، Z. and Sahin، M. تحسين المعلمات الميكانيكية لتصميم جناح صاروخي قابل للطي باستخدام نهج تصميم التجربة.نموذج J داخلي.تحسين.9(2)، 108-112 (2019).
Ke, J., Wu, ZY, Liu, YS, Xiang, Z. & Hu, XD Design Method، دراسة الأداء، وعملية تصنيع النوابض اللولبية المركبة: مراجعة.مؤلف موسيقى.مُجَمَّع.252، 112747 (2020).
Taktak M.، Omheni K.، Alui A.، Dammak F. and Khaddar M. تحسين التصميم الديناميكي للينابيع اللولبية.التقدم بطلب للحصول على الصوت.77، 178-183 (2014).
Paredes، M.، Sartor، M.، and Mascle، K. إجراء لتحسين تصميم نوابض التوتر.حاسوب.تطبيق الطريقة.الفراء.مشروع.191(8-10)، 783-797 (2001).
Zebdi O.، Bouhili R. و Trochu F. التصميم الأمثل للينابيع الحلزونية المركبة باستخدام التحسين متعدد الأهداف.جيه رينف.بلاستيك.مؤلف موسيقى.28 (14)، 1713-1732 (2009).
Pawart، HB و Desale، DD تحسين نوابض لولبية التعليق الأمامي للدراجة ثلاثية العجلات.عملية.الصانع.20، 428-433 (2018).
بهشيش م. وبهشيش م. تحسين النوابض الفولاذية باستخدام النوابض المركبة.داخلي J. متعدد التخصصات.العلم.مشروع.3(6)، 47-51 (2012).
تشن، L. وآخرون.تعرف على المعلمات المتعددة التي تؤثر على الأداء الثابت والديناميكي للنوابض اللولبية المركبة.جيه ماركت.خزان.20، 532-550 (2022).
فرانك، جي. تحليل وتحسين النوابض الحلزونية المركبة، أطروحة دكتوراه، جامعة ولاية سكرامنتو (2020).
Gu، Z.، Hou، X. and Ye، J. طرق لتصميم وتحليل الينابيع الحلزونية غير الخطية باستخدام مجموعة من الطرق: تحليل العناصر المحدودة، وأخذ العينات المحدودة من المكعب اللاتيني، والبرمجة الجينية.عملية.معهد الفراء.مشروع.سي جي ميكا.مشروع.العلم.235(22)، 5917-5930 (2021).
وو، L.، وآخرون.نوابض لولبية متعددة الجدائل مصنوعة من ألياف الكربون بمعدل زنبرك قابل للتعديل: دراسة التصميم والآلية.جيه ماركت.خزان.9(3)، 5067-5076 (2020).
Patil DS وMangrulkar KS وJagtap ST تحسين وزن النوابض الحلزونية المضغوطة.داخلي J. إينوف.خزان.متعددة التخصصات.2(11)، 154-164 (2016).
Rahul، MS و Rameshkumar، K. التحسين متعدد الأغراض والمحاكاة العددية للينابيع اللولبية لتطبيقات السيارات.ألما ماتر.عملية اليوم.46، 4847–4853 (2021).
باي، JB وآخرون.تحديد أفضل الممارسات – التصميم الأمثل للهياكل الحلزونية المركبة باستخدام الخوارزميات الجينية.مؤلف موسيقى.مُجَمَّع.268، 113982 (2021).
Shahin, I., Dorterler, M., and Gokche, H. استخدام طريقة التحسين 灰狼 بناءً على تحسين الحد الأدنى من حجم تصميم نابض الضغط، غازي ج. العلوم الهندسية، 3(2)، 21-27 ( 2017).
Aye، KM، Foldy، N.، Yildiz، AR، Burirat، S. and Sait، SM Metaheuristics باستخدام عوامل متعددة لتحسين الأعطال.داخلي J. Veh.ديسمبر.80(2-4)، 223-240 (2019).
Yildyz، AR وErdash، MU خوارزمية تحسين مجموعة Taguchi-salpa الهجينة الجديدة لتصميم موثوق للمشاكل الهندسية الحقيقية.ألما ماتر.امتحان.63(2)، 157-162 (2021).
Yildiz BS، Foldi N.، Burerat S.، Yildiz AR وSait SM تصميم موثوق لآليات القابض الروبوتية باستخدام خوارزمية تحسين الجندب الهجين الجديدة.خبير.نظام.38(3)، e12666 (2021).