کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5019138 1467840 2017 15 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Modeling and optimal design of circular-arch flexible structure with radial-freedom considering geometry and material selection simultaneously
ترجمه فارسی عنوان
طراحی و طراحی بهینه از ساختار انعطاف پذیر دایره ای با آزادی شعاعی با توجه به هندسه و انتخاب مواد همزمان
کلمات کلیدی
قوس دایره ای، فرمول بندی عمومی، اصل متغیر، بهینه سازی،
ترجمه چکیده
ساختار انعطاف پذیر دایره ای به طور گسترده ای در زمینه های مختلف، به ویژه ساختار پشتیبانی آینه های اپتیک استفاده می شود. این مقاله با هدف ارائه یک فرمول بندی عمومی ساختار انعطاف پذیر دایره ای و یک روش پیوسته برای بهینه سازی این ساختار انعطاف پذیر با توجه به انتخاب مواد و هندسه به طور همزمان. ابتدا یک مدل تحلیلی بر اساس اصل تنوع برای محاسبه سختی شعاعی و مماسی عنصر قابل انعطاف استخراج شده و سپس فرمول بندی کلی ساختار انعطاف پذیر با توجه به تعادل نیروی و تغییر شکل سازگار به دست می آید. دوم، بهینه سازی ساختاری با ترکیبی از انتخاب مواد و پارامترهای هندسی، جایی که متغیرهای مستمر مصنوعی برای نشان دادن مواد انتخاب شده استفاده می شود، اجرا می شود. در نهایت، نمونه های تجربی و عددی برای تایید فرمولاسیون تحلیلی و طرح بهینه سازی داده می شود. نتایج تجربی و فیزیکی شبیه سازی عنصر قابل انعطاف و ساختار انعطاف پذیر انعکاسی نشان می دهد که مدل مکانیکی ارائه شده قادر به گرفتن رفتار خطی است. برای تغییر شکل غیر خطی هندسی، برخی از خطاها وجود دارد. نتایج بهینه سازی نشان می دهد که طرح ارائه شده می تواند طراحی مواد گسسته و هندسه بهینه را به دست آورد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی صنعتی و تولید
پیش نمایش مقاله
طراحی و طراحی بهینه از ساختار انعطاف پذیر دایره ای با آزادی شعاعی با توجه به هندسه و انتخاب مواد همزمان
چکیده انگلیسی
The circular-arch flexible structure is widely used in various fields, especially the support structure of the optical mirrors. This paper aims to present a generalized formulation of the circular-arch flexible structure and a continuous method to optimize this flexible structure considering the material selection and geometry simultaneously. First, an analytical model based on the variational principle is derived for calculating the radial and tangential stiffness of the flexible element, and then the generalized formulation of the integral flexible structure is obtained by considering force equilibrium and compatible deformation. Second, the structural optimization is implemented by combining the material selection and geometrical parameters, where the continuous artificial variables are used to represent the selected material. Finally, the experimental and numerical examples are given to verify the analytical formulation and the optimization scheme. The experimental and FE simulation results of the flexible element and the integral flexible structure indicate that the presented mechanical model is capable of capturing the linear behavior. For the geometrical nonlinear deformation, there exist some errors. And the optimization results demonstrate that the presented scheme is able to obtain the discrete material design and the optimal geometry.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Precision Engineering - Volume 48, April 2017, Pages 83-97
نویسندگان
, , ,