Tối ưu hóa kết cấu thanh truyền dựa trên việc kết hợp dữ liệu CAD–CAE và phương pháp RSM
Tóm tắt: 2
| 
PDF: 4 
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
Từ khóa:
Tối ưu hóa
CAD-CAE
Thanh truyền
Phương pháp bề mặt đáp ứng
Tóm tắt
Bài báo này trình bày kết quả tối ưu hóa thiết kế thanh truyền dựa trên việc kết hợp dữ liệu CAD-CAE và phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM). Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của bốn kích thước chính (D1, D2, D3, D4) đến ứng suất Von Mises (V, MPa) lớn nhất, chuyển vị (D, mm) lớn nhất và khối lượng (m, kg) của thanh truyền. Các mô hình hồi quy được phát triển cho thấy, giá trị R2 lần lượt là 0,9896; 0,9972 và 0,9999 đối với V, D và m. Kết quả tối ưu hóa đa mục tiêu thu được tại D1=33mm; D2=74mm; D3=10,11mm và D4=8,0mm thu được ứng suất V=122,57 MPa; chuyển vị D=0,093mm và khối lượng m=0,157kg, tương ứng hàm mục tiêu là 0,8. Để xác minh hiệu quả của phương pháp tối ưu, thanh truyền đã được thiết kế lại và phân tích với cùng điều kiện. Kết quả phân tích V, D và m cho thấy sai lệch không quá 2,26%; 1,06% và 0% so với các giá trị tối ưu thu được, cung cấp bằng chứng cho thấy độ tin cậy của phương pháp nghiên cứu được đề xuất.
Tài liệu tham khảo
-
[1] Wang, F. Hu, Z. Ma, Z. Wu, and W. Zhang, "A CAD/CAE integrated framework for structural design optimization using sequential approximation optimization”, Advances in Engineering Software, vol. 76, pp. 56-68, 2014.
[2] Ma, W. Niu, Z. Luo, F. Yin, and T. Huang, "Static and dynamic performance evaluation of a 3-DOF spindle head using CAD–CAE integration methodology”, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, vol. 41, pp. 1-12, 2016.
[3] O. Afolabi, B. I. Oladapo, C. O. Ijagbemi, A. O. Adeoye, and J. F. Kayode, "Design and finite element analysis of a fatigue life prediction for safe and economical machine shaft”, Journal of Materials Research and Technology, vol. 8, no. 1, pp. 105-111, 2019.
[4] -C. Chan, A. Ullah, B. Roy, and S.-L. Chang, "Finite element analysis and structure optimization of a gantry-type high-precision machine tool”, Scientific Reports, vol. 13, no. 1, p. 13006, 2023.
[5] H. Ertas and F. O. Sonmez, "Design optimization of spot-welded plates for maximum fatigue life”, Finite Elements in Analysis and Design, vol. 47, no. 4, pp. 413-423, 2011.
[6] Zheng, X. Wang, and J. Zhang, "Structure optimization design for brake drum based on response surface methodology”, Manufacturing Technology, vol. 21, no. 3, pp. 413-420, 2021.
[7] Ling, W. Wang, L. Cheng, Q. Wang, and H. Zhang, "Life prediction and optimal design of flange structure of tire unloader”, Journal of Mechanical Science and Technology, pp. 1-11, 2023.
[8] -I. Scurtu, S. M. Bodea, and A. N. Jurco, "Design optimization method used in mechanical engineering”, Journal of Industrial Design and Engineering Graphics, vol. 11, no. 2, pp. 13-17, 2016.
[9] C. Tran, V. T. Pham, V. T. Nguyen, S. Hoang, T. T. Nguyen, and Q. N. Giang, "Computational and Experimental Investigation of a Portable Pneumatic Extinguisher for Forest Fires”, International Review of Mechanical Engineering, vol. 17, no. 8, pp. 366-376, 2023.
[10] Ali, K. Behdinan, and Z. Fawaz, "Applicability and viability of a GA based finite element analysis architecture for structural design optimization”, Engineering Structures, vol. 81, no. 22-23, pp. 2259-2271, 2003.
[11] T. Mai, J. Kang, and J. Lee, "A machine learning-based surrogate model for optimization of truss structures with geometrically nonlinear behavior”, Finite Elem. Anal. Des., vol. 196, p. 103572, 2021.
[12] Abbassi, F. Ahmad, S. Gulzar, T. Belhadj, A. Karrech, and H. S. Choi, "Design of T-shaped tube hydroforming using finite element and artificial neural network modeling”, Journal of Mechanical Science and Technology, vol. 34, pp. 1129-1138, 2020.
[13] Liu, J. Qin, K. Zhao, C. A. Featherston, D. Kennedy, Y. Jing, and G. Yang, "Design optimization of laminated composite structures using artificial neural network and genetic algorithm”, Composite Structures, vol. 305, p. 116500, 2023.
[14] Senthiil, V. A. Sirusshti, and T. Sathish, "Equivalent stress prediction of Automobile structural member using FEA-ANN Technique”, International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development, vol. 9, no. 2, pp. 757-768, 2019.
[15] V. Subramanian and N. Umamaheswari, "Numerical and analytical investigations on cold-formed steel stud wall system using FEA and validation using ANN and RSM”, Asian Journal of Civil Engineering, vol. 25, no. 2, pp. 1899-1919, 2024.
[16] A. Haider, A. Kumar, A. Chowdhury, M. Khan, and P. Suresh, "Design and structural analysis of connecting rod”, International Research Journal of Engineering and Technology, vol. 5, no. 5, pp. 282-285, 2018.
[17] S. A. Naik, "Design & shape optimization of connecting rod using FEA: a review”, International Journal of Engineering and Technical Research (IJETR), vol. 2, no. 8, pp. 95-100, 2014.
[18] I. Ramírez, O. Ruiz, C. Reyes-Ruiz, and A. Ortiz, "Preform geometry determination for a connecting rod forging by CEL model in Abaqus™”, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 127, no. 11-12, pp. 5569-5576, 2023.
[19] P. Kleijnen, "Response surface methodology”, in Handbook of simulation optimization: Springer, 2014, pp. 81-104.
[20] G. N. M. Rao and M. Naga, "Design optimization and analysis of a connecting rod using ANSYS”, International Journal of Science and Research, vol. 2, no. 7, pp. 225-229, 2013.
Xem thêm
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
Sep 30, 2024
Download
Cách trích dẫn
Trần Công Chi. “Tối ưu hóa kết cấu Thanh truyền dựa Trên việc kết hợp dữ liệu CAD–CAE Và phương pháp RSM”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 22, số p.h 9A, Tháng Chín 2024, tr 55-60, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/9225.
