एआईएसआई 304/304एल स्टेनलेस स्टील कॉइल ट्यूब रासायनिक घटक, हनीबी एल्गोरिदम का उपयोग करके फोल्डिंग विंग स्प्रिंग पैरामीटर्स को अनुकूलित करना

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AISI 304/304L स्टेनलेस स्टील केशिका कुंडलित ट्यूबिंग

AISI 304 स्टेनलेस स्टील कॉइल उत्कृष्ट प्रतिरोध के साथ एक सर्व-उद्देश्यीय उत्पाद है और यह विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिनके लिए अच्छी फॉर्मेबिलिटी और वेल्डेबिलिटी की आवश्यकता होती है।

शेय मेटल स्टॉक में 0.3 मिमी से 16 मिमी मोटाई और 2बी फिनिश, बीए फिनिश, नंबर 4 फिनिश में 304 कॉइल हमेशा उपलब्ध हैं।

तीन प्रकार की सतहों के अलावा, 304 स्टेनलेस स्टील कॉइल को विभिन्न प्रकार की सतह फिनिश के साथ वितरित किया जा सकता है।ग्रेड 304 स्टेनलेस में मुख्य गैर-लौह घटक के रूप में सीआर (आमतौर पर 18%) और निकल (आमतौर पर 8%) दोनों धातुएं होती हैं।

इस प्रकार का कॉइल आमतौर पर ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील है, जो मानक सीआर-नी स्टेनलेस स्टील परिवार से संबंधित है।

इनका उपयोग आम तौर पर घरेलू और उपभोक्ता वस्तुओं, रसोई उपकरण, इनडोर और आउटडोर क्लैडिंग, हैंड्रिल और खिड़की के फ्रेम, खाद्य और पेय उद्योग उपकरण, भंडारण टैंक के लिए किया जाता है।

इस अध्ययन में, रॉकेट में प्रयुक्त विंग फोल्डिंग तंत्र के मरोड़ और संपीड़न स्प्रिंग्स के डिजाइन को एक अनुकूलन समस्या के रूप में माना जाता है।रॉकेट के लॉन्च ट्यूब से निकलने के बाद, बंद पंखों को खोला जाना चाहिए और एक निश्चित समय के लिए सुरक्षित किया जाना चाहिए।अध्ययन का उद्देश्य झरनों में संग्रहीत ऊर्जा को अधिकतम करना था ताकि पंखों को कम से कम समय में तैनात किया जा सके।इस मामले में, दोनों प्रकाशनों में ऊर्जा समीकरण को अनुकूलन प्रक्रिया में उद्देश्य फ़ंक्शन के रूप में परिभाषित किया गया था।स्प्रिंग डिज़ाइन के लिए आवश्यक तार व्यास, कुंडल व्यास, कुंडलियों की संख्या और विक्षेपण मापदंडों को अनुकूलन चर के रूप में परिभाषित किया गया था।तंत्र के आकार के कारण चर पर ज्यामितीय सीमाएँ हैं, साथ ही स्प्रिंग्स द्वारा उठाए गए भार के कारण सुरक्षा कारक पर भी सीमाएँ हैं।इस अनुकूलन समस्या को हल करने और स्प्रिंग डिज़ाइन को निष्पादित करने के लिए हनी बी (बीए) एल्गोरिदम का उपयोग किया गया था।बीए के साथ प्राप्त ऊर्जा मूल्य पिछले डिजाइन ऑफ एक्सपेरिमेंट्स (डीओई) अध्ययनों से प्राप्त ऊर्जा मूल्यों से बेहतर हैं।अनुकूलन से प्राप्त मापदंडों का उपयोग करके डिज़ाइन किए गए स्प्रिंग्स और तंत्र का पहली बार ADAMS कार्यक्रम में विश्लेषण किया गया था।उसके बाद, निर्मित स्प्रिंग्स को वास्तविक तंत्र में एकीकृत करके प्रायोगिक परीक्षण किए गए।परीक्षण के परिणामस्वरूप, यह देखा गया कि पंख लगभग 90 मिलीसेकंड के बाद खुले।यह मान परियोजना के 200ms के लक्ष्य से काफी कम है।इसके अलावा, विश्लेषणात्मक और प्रयोगात्मक परिणामों के बीच का अंतर केवल 16 एमएस है।
विमान और समुद्री वाहनों में, फोल्डिंग तंत्र महत्वपूर्ण हैं।इन प्रणालियों का उपयोग उड़ान प्रदर्शन और नियंत्रण में सुधार के लिए विमान संशोधनों और रूपांतरणों में किया जाता है।उड़ान मोड के आधार पर, वायुगतिकीय प्रभाव को कम करने के लिए पंख अलग-अलग तरीके से मुड़ते और खुलते हैं।इस स्थिति की तुलना रोजमर्रा की उड़ान और गोताखोरी के दौरान कुछ पक्षियों और कीड़ों के पंखों की गतिविधियों से की जा सकती है।इसी तरह, हाइड्रोडायनामिक प्रभाव को कम करने और हैंडलिंग को अधिकतम करने के लिए ग्लाइडर सबमर्सिबल में मुड़ते और खुलते हैं3।इन तंत्रों का एक अन्य उद्देश्य भंडारण और परिवहन के लिए हेलीकॉप्टर प्रोपेलर 4 को मोड़ने जैसे सिस्टम को वॉल्यूमेट्रिक लाभ प्रदान करना है।भंडारण स्थान कम करने के लिए रॉकेट के पंख भी नीचे की ओर मुड़ जाते हैं।इस प्रकार, लॉन्चर 5 के एक छोटे से क्षेत्र पर अधिक मिसाइलें रखी जा सकती हैं। फोल्डिंग और अनफोल्डिंग में प्रभावी ढंग से उपयोग किए जाने वाले घटक आमतौर पर स्प्रिंग्स होते हैं।मुड़ने के क्षण में, ऊर्जा इसमें संग्रहीत होती है और खुलने के क्षण में मुक्त हो जाती है।इसकी लचीली संरचना के कारण, संग्रहीत और जारी ऊर्जा बराबर हो जाती है।स्प्रिंग मुख्य रूप से सिस्टम के लिए डिज़ाइन किया गया है, और यह डिज़ाइन एक अनुकूलन समस्या प्रस्तुत करता है6।क्योंकि इसमें तार व्यास, कुंडल व्यास, घुमावों की संख्या, हेलिक्स कोण और सामग्री के प्रकार जैसे विभिन्न चर शामिल हैं, वहीं द्रव्यमान, आयतन, न्यूनतम तनाव वितरण या अधिकतम ऊर्जा उपलब्धता7 जैसे मानदंड भी हैं।
यह अध्ययन रॉकेट सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले विंग फोल्डिंग तंत्र के लिए स्प्रिंग्स के डिजाइन और अनुकूलन पर प्रकाश डालता है।उड़ान से पहले लॉन्च ट्यूब के अंदर होने के कारण, पंख रॉकेट की सतह पर मुड़े रहते हैं, और लॉन्च ट्यूब से बाहर निकलने के बाद, वे एक निश्चित समय के लिए खुल जाते हैं और सतह पर दबे रहते हैं।यह प्रक्रिया रॉकेट के समुचित कार्य के लिए महत्वपूर्ण है।विकसित फोल्डिंग तंत्र में, पंखों का उद्घाटन मरोड़ स्प्रिंग्स द्वारा किया जाता है, और लॉकिंग संपीड़न स्प्रिंग्स द्वारा किया जाता है।एक उपयुक्त स्प्रिंग को डिज़ाइन करने के लिए, एक अनुकूलन प्रक्रिया निष्पादित की जानी चाहिए।स्प्रिंग अनुकूलन के भीतर, साहित्य में विभिन्न अनुप्रयोग हैं।
पेरेडेस एट अल.8 ने हेलिकल स्प्रिंग्स के डिजाइन के लिए एक उद्देश्य फ़ंक्शन के रूप में अधिकतम थकान जीवन कारक को परिभाषित किया और एक अनुकूलन विधि के रूप में अर्ध-न्यूटोनियन विधि का उपयोग किया।अनुकूलन में चर की पहचान तार व्यास, कुंडल व्यास, घुमावों की संख्या और स्प्रिंग लंबाई के रूप में की गई थी।स्प्रिंग संरचना का एक अन्य पैरामीटर वह सामग्री है जिससे इसे बनाया जाता है।इसलिए, डिज़ाइन और अनुकूलन अध्ययन में इसे ध्यान में रखा गया।ज़ेब्दी एट अल.9 ने अपने अध्ययन में वस्तुनिष्ठ कार्य में अधिकतम कठोरता और न्यूनतम वजन के लक्ष्य निर्धारित किए, जहां वजन कारक महत्वपूर्ण था।इस मामले में, उन्होंने स्प्रिंग सामग्री और ज्यामितीय गुणों को चर के रूप में परिभाषित किया।वे अनुकूलन विधि के रूप में आनुवंशिक एल्गोरिदम का उपयोग करते हैं।ऑटोमोटिव उद्योग में, सामग्री का वजन वाहन के प्रदर्शन से लेकर ईंधन की खपत तक कई मायनों में उपयोगी होता है।सस्पेंशन के लिए कॉइल स्प्रिंग्स को अनुकूलित करते समय वजन कम करना एक प्रसिद्ध अध्ययन10 है।विभिन्न सस्पेंशन स्प्रिंग मिश्रित डिजाइनों में न्यूनतम वजन और अधिकतम तन्यता ताकत प्राप्त करने के लक्ष्य के साथ बहशेश और बहशेश11 ने एएनएसवाईएस पर्यावरण में अपने काम में ई-ग्लास, कार्बन और केवलर जैसी सामग्रियों को चर के रूप में पहचाना।मिश्रित स्प्रिंग्स के विकास में विनिर्माण प्रक्रिया महत्वपूर्ण है।इस प्रकार, अनुकूलन समस्या में विभिन्न चर काम में आते हैं, जैसे उत्पादन विधि, प्रक्रिया में उठाए गए कदम और उन चरणों का क्रम12,13।गतिशील प्रणालियों के लिए स्प्रिंग्स डिजाइन करते समय, सिस्टम की प्राकृतिक आवृत्तियों को ध्यान में रखा जाना चाहिए।यह अनुशंसा की जाती है कि प्रतिध्वनि14 से बचने के लिए स्प्रिंग की पहली प्राकृतिक आवृत्ति सिस्टम की प्राकृतिक आवृत्ति से कम से कम 5-10 गुना हो।टकटक एट अल.7 ने कॉइल स्प्रिंग डिज़ाइन में वस्तुनिष्ठ कार्यों के रूप में स्प्रिंग के द्रव्यमान को कम करने और पहली प्राकृतिक आवृत्ति को अधिकतम करने का निर्णय लिया।उन्होंने मैटलैब ऑप्टिमाइज़ेशन टूल में पैटर्न खोज, आंतरिक बिंदु, सक्रिय सेट और आनुवंशिक एल्गोरिदम विधियों का उपयोग किया।विश्लेषणात्मक अनुसंधान स्प्रिंग डिज़ाइन अनुसंधान का हिस्सा है, और परिमित तत्व विधि इस क्षेत्र15 में लोकप्रिय है।पाटिल एट अल.16 ने एक विश्लेषणात्मक प्रक्रिया का उपयोग करके एक संपीड़न हेलिकल स्प्रिंग के वजन को कम करने के लिए एक अनुकूलन विधि विकसित की और परिमित तत्व विधि का उपयोग करके विश्लेषणात्मक समीकरणों का परीक्षण किया।किसी स्प्रिंग की उपयोगिता बढ़ाने का एक अन्य मानदंड उसके द्वारा संग्रहित की जा सकने वाली ऊर्जा में वृद्धि है।यह मामला यह भी सुनिश्चित करता है कि स्प्रिंग लंबे समय तक अपनी उपयोगिता बरकरार रखे।राहुल और रमेशकुमार17 कार कॉइल स्प्रिंग डिज़ाइन में स्प्रिंग वॉल्यूम को कम करने और तनाव ऊर्जा को बढ़ाने की कोशिश करते हैं।उन्होंने अनुकूलन अनुसंधान में आनुवंशिक एल्गोरिदम का भी उपयोग किया है।
जैसा कि देखा जा सकता है, अनुकूलन अध्ययन में पैरामीटर सिस्टम से सिस्टम में भिन्न होते हैं।सामान्य तौर पर, कठोरता और कतरनी तनाव पैरामीटर उस प्रणाली में महत्वपूर्ण होते हैं जहां वहन किया जाने वाला भार निर्धारण कारक होता है।सामग्री का चयन इन दो मापदंडों के साथ वजन सीमा प्रणाली में शामिल है।दूसरी ओर, अत्यधिक गतिशील प्रणालियों में प्रतिध्वनि से बचने के लिए प्राकृतिक आवृत्तियों की जाँच की जाती है।उन प्रणालियों में जहां उपयोगिता मायने रखती है, ऊर्जा अधिकतम होती है।अनुकूलन अध्ययनों में, हालांकि एफईएम का उपयोग विश्लेषणात्मक अध्ययनों के लिए किया जाता है, यह देखा जा सकता है कि आनुवंशिक एल्गोरिदम14,18 और ग्रे वुल्फ एल्गोरिदम19 जैसे मेटाह्यूरिस्टिक एल्गोरिदम का उपयोग कुछ मापदंडों की सीमा के भीतर शास्त्रीय न्यूटन विधि के साथ किया जाता है।प्राकृतिक अनुकूलन विधियों के आधार पर मेटाह्यूरिस्टिक एल्गोरिदम विकसित किए गए हैं जो कम समय में इष्टतम स्थिति तक पहुंचते हैं, खासकर जनसंख्या के प्रभाव में20,21।खोज क्षेत्र में जनसंख्या के यादृच्छिक वितरण के साथ, वे स्थानीय ऑप्टिमा से बचते हैं और वैश्विक ऑप्टिमा22 की ओर बढ़ते हैं।इस प्रकार, हाल के वर्षों में इसका उपयोग अक्सर वास्तविक औद्योगिक समस्याओं23,24 के संदर्भ में किया गया है।
इस अध्ययन में विकसित तह तंत्र के लिए महत्वपूर्ण मामला यह है कि पंख, जो उड़ान से पहले बंद स्थिति में थे, ट्यूब छोड़ने के बाद एक निश्चित समय पर खुलते हैं।उसके बाद, लॉकिंग तत्व विंग को ब्लॉक कर देता है।इसलिए, स्प्रिंग्स उड़ान की गतिशीलता को सीधे प्रभावित नहीं करते हैं।इस मामले में, अनुकूलन का लक्ष्य वसंत की गति को तेज करने के लिए संग्रहीत ऊर्जा को अधिकतम करना था।रोल व्यास, तार व्यास, रोल की संख्या और विक्षेपण को अनुकूलन मापदंडों के रूप में परिभाषित किया गया था।स्प्रिंग के छोटे आकार के कारण वजन को लक्ष्य नहीं माना गया।इसलिए, सामग्री प्रकार को निश्चित के रूप में परिभाषित किया गया है।यांत्रिक विकृतियों के लिए सुरक्षा का मार्जिन एक महत्वपूर्ण सीमा के रूप में निर्धारित किया जाता है।इसके अलावा, तंत्र के दायरे में परिवर्तनीय आकार की बाधाएं शामिल हैं।बीए मेटाह्यूरिस्टिक विधि को अनुकूलन विधि के रूप में चुना गया था।बीए को इसकी लचीली और सरल संरचना और यांत्रिक अनुकूलन अनुसंधान25 में इसकी प्रगति के लिए पसंद किया गया था।अध्ययन के दूसरे भाग में, फोल्डिंग तंत्र के मूल डिजाइन और स्प्रिंग डिजाइन के ढांचे में विस्तृत गणितीय अभिव्यक्तियां शामिल की गई हैं।तीसरे भाग में अनुकूलन एल्गोरिथ्म और अनुकूलन परिणाम शामिल हैं।अध्याय 4 एडम्स कार्यक्रम में विश्लेषण करता है।उत्पादन से पहले स्प्रिंग्स की उपयुक्तता का विश्लेषण किया जाता है।अंतिम अनुभाग में प्रयोगात्मक परिणाम और परीक्षण चित्र शामिल हैं।अध्ययन में प्राप्त परिणामों की तुलना डीओई दृष्टिकोण का उपयोग करके लेखकों के पिछले काम से भी की गई।
इस अध्ययन में विकसित पंखों को रॉकेट की सतह की ओर मोड़ना चाहिए।पंख मुड़े हुए से खुले हुए स्थान की ओर घूमते हैं।इसके लिए एक विशेष तंत्र विकसित किया गया.अंजीर पर.1 रॉकेट समन्वय प्रणाली में मुड़े और खुले विन्यास5 को दर्शाता है।
अंजीर पर.2 तंत्र का एक अनुभागीय दृश्य दिखाता है।तंत्र में कई यांत्रिक भाग होते हैं: (1) मुख्य बॉडी, (2) विंग शाफ्ट, (3) बियरिंग, (4) लॉक बॉडी, (5) लॉक बुश, (6) स्टॉप पिन, (7) टोरसन स्प्रिंग और ( 8) संपीड़न स्प्रिंग्स।विंग शाफ्ट (2) लॉकिंग स्लीव (4) के माध्यम से टोरसन स्प्रिंग (7) से जुड़ा हुआ है।रॉकेट के उड़ान भरने के बाद तीनों हिस्से एक साथ घूमते हैं।इस घूर्णी गति के साथ, पंख अपनी अंतिम स्थिति में बदल जाते हैं।उसके बाद, पिन (6) को संपीड़न स्प्रिंग (8) द्वारा सक्रिय किया जाता है, जिससे लॉकिंग बॉडी (4)5 का पूरा तंत्र अवरुद्ध हो जाता है।
लोचदार मापांक (ई) और कतरनी मापांक (जी) वसंत के प्रमुख डिजाइन पैरामीटर हैं।इस अध्ययन में, उच्च कार्बन स्प्रिंग स्टील वायर (म्यूजिक वायर एएसटीएम ए228) को स्प्रिंग सामग्री के रूप में चुना गया था।अन्य पैरामीटर तार व्यास (डी), औसत कुंडल व्यास (डीएम), कुंडलियों की संख्या (एन) और स्प्रिंग विक्षेपण (संपीड़न स्प्रिंग्स के लिए xd और मरोड़ स्प्रिंग्स के लिए θ)26 हैं।संपीड़न स्प्रिंग्स \({(SE}_{x})\) और टोरसन (\({SE}_{\theta}\)) स्प्रिंग्स के लिए संग्रहीत ऊर्जा की गणना समीकरण से की जा सकती है।(1) और (2)26.(संपीड़न स्प्रिंग के लिए कतरनी मापांक (जी) मान 83.7ई9 पा है, और मरोड़ स्प्रिंग के लिए लोचदार मापांक (ई) मान 203.4ई9 पा है।)
सिस्टम के यांत्रिक आयाम सीधे स्प्रिंग की ज्यामितीय बाधाओं को निर्धारित करते हैं।इसके अलावा, उन स्थितियों को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए जिनमें रॉकेट स्थित होगा।ये कारक स्प्रिंग मापदंडों की सीमा निर्धारित करते हैं।एक अन्य महत्वपूर्ण सीमा सुरक्षा कारक है।सुरक्षा कारक की परिभाषा को शिगली एट अल.26 द्वारा विस्तार से वर्णित किया गया है।संपीड़न स्प्रिंग सुरक्षा कारक (एसएफसी) को निरंतर लंबाई पर तनाव से विभाजित अधिकतम स्वीकार्य तनाव के रूप में परिभाषित किया गया है।एसएफसी की गणना समीकरणों का उपयोग करके की जा सकती है।(3), (4), (5) और (6)26।(इस अध्ययन में प्रयुक्त स्प्रिंग सामग्री के लिए, \({S}_{sy}=980 MPa\))।एफ समीकरण में बल का प्रतिनिधित्व करता है और केबी 26 के बर्गस्ट्रैसर कारक का प्रतिनिधित्व करता है।
स्प्रिंग (एसएफटी) के मरोड़ सुरक्षा कारक को के द्वारा विभाजित एम के रूप में परिभाषित किया गया है।एसएफटी की गणना समीकरण से की जा सकती है।(7), (8), (9) और (10)26.(इस अध्ययन में प्रयुक्त सामग्री के लिए, \({S}_{y}=1600 \mathrm{MPa}\))।समीकरण में, M का उपयोग टॉर्क के लिए किया जाता है, \({k}^{^{\ prime}}\) का उपयोग स्प्रिंग स्थिरांक (टॉर्क/रोटेशन) के लिए किया जाता है, और Ki का उपयोग तनाव सुधार कारक के लिए किया जाता है।
इस अध्ययन में मुख्य अनुकूलन लक्ष्य वसंत की ऊर्जा को अधिकतम करना है।उद्देश्य फ़ंक्शन को \(\overrightarrow{\{X\}}\) को खोजने के लिए तैयार किया गया है जो \(f(X)\) को अधिकतम करता है।\({f}_{1}(X)\) और \({f}_{2}(X)\) क्रमशः संपीड़न और मरोड़ स्प्रिंग के ऊर्जा कार्य हैं।अनुकूलन के लिए उपयोग किए गए परिकलित चर और फ़ंक्शन निम्नलिखित समीकरणों में दिखाए गए हैं।
स्प्रिंग के डिज़ाइन पर लगाई गई विभिन्न बाधाएँ निम्नलिखित समीकरणों में दी गई हैं।समीकरण (15) और (16) क्रमशः संपीड़न और मरोड़ स्प्रिंग्स के लिए सुरक्षा कारकों का प्रतिनिधित्व करते हैं।इस अध्ययन में, एसएफसी 1.2 से अधिक या उसके बराबर होना चाहिए और एसएफटी θ26 से अधिक या उसके बराबर होना चाहिए।
बीए मधुमक्खियों की पराग-खोज रणनीतियों27 से प्रेरित था।मधुमक्खियाँ उपजाऊ पराग क्षेत्रों में अधिक भोजन खोजने वालों को और कम उपजाऊ पराग क्षेत्रों में कम भोजन खोजने वालों को भेजती हैं।इस प्रकार, मधुमक्खी आबादी से सबसे बड़ी दक्षता हासिल की जाती है।दूसरी ओर, स्काउट मधुमक्खियाँ पराग के नए क्षेत्रों की तलाश जारी रखती हैं, और यदि पहले की तुलना में अधिक उत्पादक क्षेत्र हैं, तो कई वनवासियों को इस नए क्षेत्र28 की ओर निर्देशित किया जाएगा।बीए में दो भाग होते हैं: स्थानीय खोज और वैश्विक खोज।एक स्थानीय खोज न्यूनतम (कुलीन साइटों) जैसे मधुमक्खियों के निकट अधिक समुदायों की तलाश करती है, और अन्य साइटों (इष्टतम या विशेष रुप से प्रदर्शित साइटों) पर कम समुदायों की तलाश करती है।वैश्विक खोज भाग में एक मनमानी खोज की जाती है, और यदि अच्छे मूल्य पाए जाते हैं, तो स्टेशनों को अगले पुनरावृत्ति में स्थानीय खोज भाग में ले जाया जाता है।एल्गोरिदम में कुछ पैरामीटर शामिल हैं: स्काउट मधुमक्खियों की संख्या (एन), स्थानीय खोज साइटों की संख्या (एम), विशिष्ट साइटों की संख्या (ई), विशिष्ट साइटों में वनवासियों की संख्या (एनईपी), में वनवासियों की संख्या इष्टतम क्षेत्र.साइट (एनएसपी), पड़ोस का आकार (एनजीएच), और पुनरावृत्तियों की संख्या (आई)29।बीए स्यूडोकोड चित्र 3 में दिखाया गया है।
एल्गोरिदम \({g}_{1}(X)\) और \({g}_{2}(X)\) के बीच काम करने का प्रयास करता है।प्रत्येक पुनरावृत्ति के परिणामस्वरूप, इष्टतम मान निर्धारित किए जाते हैं और सर्वोत्तम मान प्राप्त करने के प्रयास में इन मूल्यों के आसपास एक आबादी एकत्र की जाती है।स्थानीय और वैश्विक खोज अनुभागों में प्रतिबंधों की जाँच की जाती है।स्थानीय खोज में, यदि ये कारक उपयुक्त हैं, तो ऊर्जा मूल्य की गणना की जाती है।यदि नया ऊर्जा मूल्य इष्टतम मूल्य से अधिक है, तो नए मूल्य को इष्टतम मूल्य पर निर्दिष्ट करें।यदि खोज परिणाम में पाया गया सर्वोत्तम मान वर्तमान तत्व से अधिक है, तो नया तत्व संग्रह में शामिल किया जाएगा।स्थानीय खोज का ब्लॉक आरेख चित्र 4 में दिखाया गया है।
बीए में जनसंख्या प्रमुख मापदंडों में से एक है।पिछले अध्ययनों से यह देखा जा सकता है कि जनसंख्या का विस्तार करने से आवश्यक पुनरावृत्तियों की संख्या कम हो जाती है और सफलता की संभावना बढ़ जाती है।हालाँकि, कार्यात्मक मूल्यांकन की संख्या भी बढ़ रही है।बड़ी संख्या में विशिष्ट साइटों की उपस्थिति प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करती है।यदि यह शून्य30 न हो तो विशिष्ट साइटों की संख्या कम हो सकती है।स्काउट मधुमक्खी आबादी का आकार (एन) आमतौर पर 30 और 100 के बीच चुना जाता है। इस अध्ययन में, उचित संख्या निर्धारित करने के लिए 30 और 50 दोनों परिदृश्य चलाए गए थे (तालिका 2)।अन्य पैरामीटर जनसंख्या के आधार पर निर्धारित किए जाते हैं।चयनित साइटों (एम) की संख्या जनसंख्या आकार का (लगभग) 25% है, और चयनित साइटों में से विशिष्ट साइटों (ई) की संख्या एम का 25% है।भोजन करने वाली मधुमक्खियों की संख्या (खोजों की संख्या) को विशिष्ट भूखंडों के लिए 100 और अन्य स्थानीय भूखंडों के लिए 30 चुना गया था।पड़ोस की खोज सभी विकासवादी एल्गोरिदम की मूल अवधारणा है।इस अध्ययन में टेपरिंग नेबर्स विधि का उपयोग किया गया।यह विधि प्रत्येक पुनरावृत्ति के दौरान एक निश्चित दर पर पड़ोस के आकार को कम कर देती है।भविष्य के पुनरावृत्तियों में, अधिक सटीक खोज के लिए छोटे पड़ोस मान 30 का उपयोग किया जा सकता है।
प्रत्येक परिदृश्य के लिए, अनुकूलन एल्गोरिथ्म की प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता की जांच करने के लिए लगातार दस परीक्षण किए गए।अंजीर पर.5 योजना 1 के लिए मरोड़ वसंत के अनुकूलन के परिणाम दिखाता है, और अंजीर में।6 - योजना 2 के लिए। परीक्षण डेटा तालिका 3 और 4 में भी दिया गया है (संपीड़न स्प्रिंग के लिए प्राप्त परिणामों वाली एक तालिका पूरक सूचना एस1 में है)।मधुमक्खी की आबादी पहले पुनरावृत्ति में अच्छे मूल्यों की खोज को तेज करती है।परिदृश्य 1 में, कुछ परीक्षणों के परिणाम अधिकतम से नीचे थे।परिदृश्य 2 में, यह देखा जा सकता है कि जनसंख्या और अन्य प्रासंगिक मापदंडों में वृद्धि के कारण सभी अनुकूलन परिणाम अधिकतम के करीब पहुंच रहे हैं।यह देखा जा सकता है कि परिदृश्य 2 में मान एल्गोरिथम के लिए पर्याप्त हैं।
पुनरावृत्तियों में ऊर्जा का अधिकतम मूल्य प्राप्त करते समय, अध्ययन के लिए एक बाधा के रूप में एक सुरक्षा कारक भी प्रदान किया जाता है।सुरक्षा कारक के लिए तालिका देखें.BA का उपयोग करके प्राप्त ऊर्जा मूल्यों की तुलना तालिका 5 में 5 DOE विधि का उपयोग करके प्राप्त ऊर्जा मूल्यों से की जाती है। (निर्माण में आसानी के लिए, मरोड़ वसंत के घुमावों की संख्या (N) 4.88 के बजाय 4.9 है, और विक्षेपण (xd) ) संपीड़न स्प्रिंग में 7.99 मिमी के बजाय 8 मिमी है।) यह देखा जा सकता है कि बीए बेहतर परिणाम है।बीए स्थानीय और वैश्विक लुकअप के माध्यम से सभी मूल्यों का मूल्यांकन करता है।इस तरह वह तेजी से अधिक विकल्प आजमा सकता है।
इस अध्ययन में, एडम्स का उपयोग विंग तंत्र की गति का विश्लेषण करने के लिए किया गया था।एडम्स को सबसे पहले तंत्र का एक 3डी मॉडल दिया गया है।फिर पिछले अनुभाग में चयनित मापदंडों के साथ एक स्प्रिंग को परिभाषित करें।इसके अलावा, वास्तविक विश्लेषण के लिए कुछ अन्य मापदंडों को परिभाषित करने की आवश्यकता है।ये कनेक्शन, भौतिक गुण, संपर्क, घर्षण और गुरुत्वाकर्षण जैसे भौतिक पैरामीटर हैं।ब्लेड शाफ्ट और बेयरिंग के बीच एक कुंडा जोड़ होता है।इसमें 5-6 बेलनाकार जोड़ होते हैं।5-1 स्थिर जोड़ हैं।मुख्य बॉडी एल्यूमीनियम सामग्री से बनी है और स्थिर है।बाकी हिस्सों का मटेरियल स्टील है।सामग्री के प्रकार के आधार पर घर्षण का गुणांक, संपर्क कठोरता और घर्षण सतह के प्रवेश की गहराई चुनें।(स्टेनलेस स्टील एआईएसआई 304) इस अध्ययन में, महत्वपूर्ण पैरामीटर विंग तंत्र का खुलने का समय है, जो 200 एमएस से कम होना चाहिए।इसलिए, विश्लेषण के दौरान विंग खुलने के समय पर नज़र रखें।
एडम्स के विश्लेषण के परिणामस्वरूप, विंग तंत्र के खुलने का समय 74 मिलीसेकंड है।1 से 4 तक गतिशील सिमुलेशन के परिणाम चित्र 7 में दिखाए गए हैं। चित्र में पहला चित्र।5 सिमुलेशन प्रारंभ समय है और पंख मोड़ने की प्रतीक्षा की स्थिति में हैं।(2) जब विंग 43 डिग्री घूम गया हो तो 40 एमएस के बाद विंग की स्थिति प्रदर्शित करता है।(3) 71 मिलीसेकंड के बाद विंग की स्थिति दिखाता है।साथ ही अंतिम चित्र (4) में पंख के मोड़ का अंत और खुली स्थिति को दर्शाया गया है।गतिशील विश्लेषण के परिणामस्वरूप, यह देखा गया कि विंग खोलने का तंत्र 200 एमएस के लक्ष्य मूल्य से काफी कम है।इसके अलावा, स्प्रिंग्स को आकार देते समय, सुरक्षा सीमाओं को साहित्य में अनुशंसित उच्चतम मूल्यों से चुना गया था।
सभी डिज़ाइन, अनुकूलन और सिमुलेशन अध्ययनों के पूरा होने के बाद, तंत्र का एक प्रोटोटाइप निर्मित और एकीकृत किया गया था।फिर सिमुलेशन परिणामों को सत्यापित करने के लिए प्रोटोटाइप का परीक्षण किया गया।सबसे पहले मुख्य खोल को सुरक्षित करें और पंखों को मोड़ें।फिर पंखों को मुड़ी हुई स्थिति से मुक्त कर दिया गया और पंखों की मुड़ी हुई स्थिति से तैनात स्थिति तक घूमने का एक वीडियो बनाया गया।टाइमर का उपयोग वीडियो रिकॉर्डिंग के दौरान समय का विश्लेषण करने के लिए भी किया जाता था।
अंजीर पर.8 1-4 क्रमांकित वीडियो फ़्रेम दिखाता है।चित्र में फ़्रेम संख्या 1 मुड़े हुए पंखों के निकलने के क्षण को दर्शाता है।इस क्षण को समय t0 का प्रारंभिक क्षण माना जाता है।फ़्रेम 2 और 3 प्रारंभिक क्षण के बाद 40 एमएस और 70 एमएस में पंखों की स्थिति दिखाते हैं।फ़्रेम 3 और 4 का विश्लेषण करते समय, यह देखा जा सकता है कि विंग की गति t0 के बाद 90 एमएस पर स्थिर हो जाती है, और विंग का उद्घाटन 70 और 90 एमएस के बीच पूरा हो जाता है।इस स्थिति का मतलब है कि सिमुलेशन और प्रोटोटाइप परीक्षण दोनों लगभग समान विंग परिनियोजन समय देते हैं, और डिज़ाइन तंत्र की प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करता है।
इस लेख में, विंग फोल्डिंग तंत्र में उपयोग किए जाने वाले मरोड़ और संपीड़न स्प्रिंग्स को बीए का उपयोग करके अनुकूलित किया गया है।कुछ पुनरावृत्तियों के साथ मापदंडों तक शीघ्रता से पहुंचा जा सकता है।मरोड़ स्प्रिंग को 1075 एमजे और संपीड़न स्प्रिंग को 37.24 एमजे पर रेट किया गया है।ये मूल्य पिछले डीओई अध्ययनों की तुलना में 40-50% बेहतर हैं।स्प्रिंग को तंत्र में एकीकृत किया गया है और एडम्स कार्यक्रम में इसका विश्लेषण किया गया है।जब विश्लेषण किया गया तो पाया गया कि पंख 74 मिलीसेकंड के भीतर खुल गए।यह मान परियोजना के 200 मिलीसेकंड के लक्ष्य से काफी कम है।बाद के प्रायोगिक अध्ययन में, टर्न-ऑन समय लगभग 90 एमएस मापा गया।विश्लेषणों के बीच यह 16 मिलीसेकंड का अंतर सॉफ़्टवेयर में मॉडलिंग नहीं किए गए पर्यावरणीय कारकों के कारण हो सकता है।ऐसा माना जाता है कि अध्ययन के परिणामस्वरूप प्राप्त अनुकूलन एल्गोरिदम का उपयोग विभिन्न स्प्रिंग डिज़ाइनों के लिए किया जा सकता है।
स्प्रिंग सामग्री पूर्वनिर्धारित थी और अनुकूलन में एक चर के रूप में इसका उपयोग नहीं किया गया था।चूंकि विमान और रॉकेट में कई अलग-अलग प्रकार के स्प्रिंग्स का उपयोग किया जाता है, भविष्य के शोध में इष्टतम स्प्रिंग डिजाइन प्राप्त करने के लिए विभिन्न सामग्रियों का उपयोग करके अन्य प्रकार के स्प्रिंग्स को डिजाइन करने के लिए बीए को लागू किया जाएगा।
हम घोषणा करते हैं कि यह पांडुलिपि मूल है, पहले प्रकाशित नहीं हुई है, और वर्तमान में कहीं और प्रकाशन के लिए विचार नहीं किया जा रहा है।
इस अध्ययन में उत्पन्न या विश्लेषण किया गया सभी डेटा इस प्रकाशित लेख [और अतिरिक्त सूचना फ़ाइल] में शामिल है।
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