بخشی از مقاله
چکیده:
طراحی مکانیزم لنگ – آونگ که دارای کاربردهای فراوانی در ماشین های اتوماتیک مختلف دارد. از دیدگاه توابع هدف زاویه انتقال و کورس خروجی مکانیزم و زمان رفت و برگشت دلخواه مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین با معرفی محدودیتها طول لینکها و شرط گراشف در مکانیزم لنگ – آونگ به طراحی این مکانیزم با استفاده از روش ازدحام ذرات پرداخته شده و با نتایج مراجع ذکر شده مقایسه شده است.
نتایج حاصل از مقایسه الگوریتم ازدحام ذرات و ژنتیک نشان داد که این الگوریتم ژنتیک میتواند ما را بهتوابع هدف با دقت بالاتری نزدیک نماید. پژوهش حاضر با هدف طراحی پارتوئی مکانیزم لنگ آونگ و اعمال آن برای سیستم برف پاککن خودروی L90 انجام گرفت. بنابراین طراحی مکانیزم لنگ آونگ دارای اهمیت بسزایی میباشد و طراحی آن با استفاده از روش الگوریتم ازدحام ذرات مورد نظر این پژوهش میباشد.
.1 مقدمه
از آنجا که ارزش طراحی مکانیزم ها کاملا مشخص است. طراحی مکانیزمها جهت تولید مسیر مشخص با سرعت های دلخواه در طول مسیر باعث عملکرد مناسب آنها می شود. از جمله عوامل موثر در این طراحی می توان به زوایای ورودی، نسبت طول لینک ها، رعایت شروط گراشف، پیوسته بودن حرکت مکانیزم در کل مسیر و بسیاری از عوامل دیگر اشاره کرد
همچنین استفاده از بهینه سازی چند هدفی می تواند مجموعه ای از نقاط را در اختیار طراح قرار دهد تا بسته به نیاز خود از آنها استفاده کند. در این تحقیق طراحی مکانیزم کرنک و راکر برای تولید مسیر و نسبت های زمانی دلخواه وبا در نظر گرفتن زاویه انتقال مناسب مطرح شده است. برای بهینه سازی نیز از بهینه سازی چند هدفی با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات و منحنی های پاراتو استفاده شده است. طراح می تواند با بدست آوردن این نقاط بهینه به طراحی بهینه با کمترین خطاها نسبت روش های دیگر بپردازد.
شیباک در سال 1995 در ژورنالی به نام Materials and Design مقاله ای ارائه کرده و در آن طراحی میکرو مکانیزم با تمرکز ویژه بر روی پیکره بندی، جنس مواد ساخته شده میکرو مکانیزم را مورد بررسی قرار داد
پرادو و سیمون و کابر را در سال 2002 در ژورنال Mechanism and Machine Theory مقاله ای ارائه کردند و در آن مطالعه سنتز بهینه مکانیزم چهار لینکی با استفاده از الگوریتم تکاملی ژنتیک و تابع هدف پرداختند
یانگ و چن در سال 2005 در ژورنال Advances in Engineering Software مقاله ای به چاپ رساند و در آن به طراحی بهینه چند هدفی مکانیزم برای تولید تابع پرداختند
برجی و همکاران در سال 2010 به طراحی بهینه مکانیزم های برف پاک کن که بتواند بیشترین سطح جاروب شده را داشته باشد با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک پرداختند
فلزی و همکاران در سال 2015 به بهینه سازی مکانیزم کرنک – راکر برای تولید همزمان دو تابع با استفاده از الگوریتم ژنتیک پرداختند
.2 مکانیزم ها سدلر [6] تجزیه و تحلیل مکانیزم ها را این گونه تقسیم بندی کرده است:
-1ترکیب تولید تابع -2 ترکیب تولید حرکت -3 ترکیب تولید مسیر مکانیزم های برف پاک کن عموما به دو دسته تقسیم می شوند. اولی مکانیزمی که تیغه برف پاک کن روی راکر قرار دارد که
در فصل چهار به تشریح و بررسی این نوع مکانیزم پرداخته ایم و توابع هدف را کورس و نسبت زمانی رفت و برگشت تیغه ی برف پاک کن در نظر گرفته ایم. همانگونه که گفته شد یکی از این توابع هدف نسبت زمانی دلخواه - TR - می باشد که برای براورده کردن آن یک راه حل بهینه استفاده می شود که با آن طول لینک های مکانیزم مورد نظر را با درنظر گرفتن قیود مختلف از قبیل شرط گراشف1، حدود متغیر های طراحی و عوامل دیگر بدست خواهد آمد. در نتیجه بهینه سازی این مکانیزم ها دسته ای از جواب های مناسب پارتو می باشد که نشان دهنده ی طراحی های مختلف برای ترکیب بهتر TRو S درمکانیزم چهار میله ای می باشد.
دیاگرام پارتو در حوزه ی توابع هدف شامل دسته ای از متغیر های طراحی می باشند که در مسا ئل بهینه سازی چند هدفی به عنوان دسته جواب های غیر برتر شناخته می شوند که جواب برتر از بین دسته جواب ها به دست می آید و مقادیر برتر متغیر های طراحی را که قیود طراحی معرفی شده تصدیق می کنند نشان می دهد. این بدان معناست که یافتن یک جواب که بر تمامی جوابهای دیگر غلبه داشته باشد با توجه به وجود دو تابع هدف امکان پذیر نمی باشد، بنابراین در چنین مجموعه ای از نقاط پاراتو که در برگیرنده ی جواب های غیر برتر است انتخاب یک جواب نمی تواند منجر به بهبود تمامی اهداف به طور همزمان گردد و بالطبع چنین تغییراتی منجر به از بین رفتن حداقل یکی از اهداف خواهد شد.
در هر حال اگر جوابی در مجموعه جواب های غیر برتر پاراتو با در نظر گرفتن هدف خاصی انتخاب شود بایست در کنار هدف اصلی ، هدف فرعی یا همان هدفی که باید به طور همزمان مد نظر گرفته شود نیزلحاظ گردد یعنی نقطه ی مصالحه طوری انتخاب شود که به نسبت سایر جوابها، ترکیب سازگارتری از توابع هدف ایجاد نموده و در فضای جستجو نقطه ی برتری باشد . لازم به ذکر است که این حالت غیر نفوذی در سطوح مختلف وجود دارد ، اگر چه اولین پاراتو مهمترین آنها می باشد و راه حل نهایی است . این توازن در الکوریتم های تکاملی، آنها را برای حل مسائل بهینه سازی چند هدفی مناسب کرده است.
