پایان نامه ارشد مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاربردی: طراحی بهینه پارتوئی مکانیزم شش میله¬ای برای تولید مسیر با استفاده از الگوریتم¬های تکاملی

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک

گرایش : طراحی کاربردی

عنوان : طراحی بهینه پارتوئی مکانیزم شش میله ­ای برای تولید مسیر با استفاده از الگوریتم ­های تکاملی

دانشکده فنی

پایان نامه کارشناسی ارشد گروه مهندسی مکانیک

گرایش طراحی کاربردی

عنوان:

طراحی بهینه پارتوئی مکانیزم شش میله ­ای برای تولید مسیر با استفاده از الگوریتمهای تکاملی

استاد راهنما:

دکتر محمد ابراهیم فلزی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شودتکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)فهرست مطالب:فصل1  مقدمه. 11-1پیشگفتار 21-2 تاریخچه سنتز ابعادی.. 31-3 محاسبات اولیه در بررسی مکانیزم­ها 41-4 بهینه­سازی.. 41-4-1 تاریخچه بکارگیری بهینه­سازی در مکانیزم­ها 51-4-2 مفاهیم کلی بهینه­سازی.. 71-4-3 فرمول بندی عمومی بهینه­سازی.. 91-5 نوآوری­های پایان نامه . 101-6 ساختار کلی پایان نامه . 11فصل2  معرفی مکانیزم شش میله­ای وفرمول بندی آن.. 122-1 مقدمه. 132-2 برخی کاربردهای مکانیزم­های شش میله­ای.. 142-3 تحلیل هندسی و روابط حاکم بر مکانیزم. 192-4 نتیجه­گیری و جمع­بندی فصل.. 22فصل3 روش­های بهینه­سازی تک هدفه و چند هدفه. 233-1  مقدمه. 243-2  مفاهیم بهینه سازی.. 243-2-1 مفاهیم بهینه­سازی تک هدفه. 243-2-2 تعاریف و مفاهیم بهینه­سازی چند هدفه. 253-3  روش­های بهینه سازی تک هدفه. 273-3-1  الگوریتم ژنتیک... 273-3-1-1  مقدمه. 273-3-1-2 تاریخچه. 273-3-1-3 ساختار الگوریتم ژنتیک... 283-3-1-4 عملگرهای ژنتیکی.. 283-3-1-5  روند کلی اجرای الگوریتم ژنتیک... 303-3-2 الگوریتم تکامل تفاضلی.. 313-3-2-1 مقدمه. 313-3-2-2 تاریخچه. 323-3-2-3 ساختار الگوریتم تکامل تفاضلی.. 323-3-2-4 پارامترهاى کنترلى.. 353-3-2-5  استراتژى­هاى متنوع DE.. 36٣-٣-٣ الگوریتم تجمعى ذره (ازدحام ذرات) 37٣-٣-٣-١ مقدمه. 37٣-٣-٣-٢ تاریخچه روش بهینه سازى تجمعى ذره 37٣-٣-٣-٣ روش بهینه­سازى تجمعى ذره استاندارد. 38٣-٣-٣-۴ شبه برنامه روش بهینه سازى تجمعى ذره استاندارد. 40٣-٣-٣-۵ بررسى ضریب وزن و ضرایب یادگیرى.. 41٣-٣-۴ الگوریتم ترکیبى ژنتیک و تجمعى ذره 42٣-٣-۴-١ الگوریتم ترکیبى HGAPSO.. 43٣-٣-۴-٢ روش ترکیبى GAPSO.. 43٣-۴ روش­هاى بهینه­سازى چند هدفى.. 45٣-۴-١ روش بهینه­سازى مرتب سازى نقاط غیر برتر نسخه دوم) NSGA-II ( 45٣-۴-١-١ زیربرنامه   Non-Dominant Sorting (NS) 46٣-۴-١-٢ زیربرنامهCrowding Distance(CD) 46٣-۴-١-٣ روند کلى الگوریتم NSGA-II. 473-5 نتیجه­گیری و جمع­بندی فصل.. 48فصل4   بهینه­سازی مکانیزم شش­میله­ای.. 494-1 مقدمه. 504-2 متد کاهش کنترل شده انحراف مجاز 514-3 تابع هدف.. 564-4  سنتز بهینه مکانیزم. 574-4-1 بهینه سازی تک هدفه. 584-4-1-1 سنتز بهینه مسیر اول. 584-4-1-2 سنتز بهینه مسیر دوم. 654-4-2 بهینه سازی دو هدفه. 724-4-2-1 متد کاهش کنترل شده انحراف زاویه انتقال. 734-4-2-2 نتایج بهینه سازی.. 754-5 نتیجه­گیری و جمع­بندی فصل.. 78فصل5   نتیجه­گیری.. 795-1 نتیجه­گیری.. 80مراجع. 81 فهرست جدول­هاجدول 4-1 ثابت­های بکار گرفته شده در بهینه­سازی برای مسیر اول  58جدول 4-2 حدود تعیین شده متغیرهای طراحی برای مسیر اول. 59جدول 4-3 مکانیزم­های بدست آمده از چهار الگوریتم برای مسیر اول به روش اول. 61جدول 4-4 مکانیزم بدست آمده از سه الگوریتم برای مسیر اول به روش دوم. 64جدول 4-5 حداکثر انحرافات مجاز برای سه الگوریتم ژنتیک، ازدحام ذرات وGAPSO  برای مسیر اول به روش دوم. 64جدول 4-6 ثابت­های بکار گرفته شده در بهینه­سازی برای مسیر دوم. 66جدول 4-7 حدود تعیین شده متغیرهای طراحی مسیر دوم. 66جدول 4-8 مکانیزم­های بدست آمده از دو الگوریتم تکامل تفاضلی وGAPSO  برای مسیر دوم  به روش اول. 68جدول 4-9 مکانیزم بدست آمده از الگوریتم GAPSO برای مسیر دوم به روش دوم. 70جدول 4-10 حداکثر انحرافات مجاز الگوریتم تکامل تفاضلی وGAPSO  برای مسیر دوم به روش دوم. 71جدول 4-11 ثابت­های بدست آمده برای چهار مکانیزم C,B,A وD ومقادیر خطای هریک... 76 فهرست شکل­هاشکل2-1: مکانیزم وات نوع اول. 13شکل2-2: مکانیزم وات نوع دوم. 13شکل2-3: مکانیزم استفن­سون نوع اول. 13شکل2-4: مکانیزم استفن­سون نوع دوم. 13شکل2-5: مکانیزم استفن­سون نوع سوم. 14شکل2-6: تولید نوارهای مغناطیسی.. 15شکل2-7: مکانیزم استفن­سون نوع سوم برای هدایت نوار مغناطیسی.. 16شکل2-8: مکانیزم شش میله­ای پروتز زانو کشیده صفر درجه. 17شکل2-9: مکانیزم شش میله­ای پروتز زانو خمش کامل.. 17شکل2-10: مکانیزم تغزیه، وات نوع دوم. 17شکل2-11: مکانیزم شش میله­ای استفن­سون نوع سوم برای تولید مسیر. 18شکل2-12: چهار موقعیت بعدی مکانیزم در تولید مسیر. 19شکل2-13: هندسه مکانیزم شش میله­ای استفن­سون نوع سوم]27[. 20شکل3-1: مفهوم برتری در فضای دو هدفی، ذره a بر بقیه ذرات برتری دارد. 26شکل3-2: جبهه پارتو مجموعه­ای از جواب­ها در فضای دو هدفه. 27شکل3-3: عملگر ترکیب در الگوریتم ژنتیک... 29شکل3-4: عملگر جهش در الگوریتم ژنتیک... 30شکل3-5: روند کلی یک الگوریتم ژنتیک استاندارد. 31شکل3-6: مثالی از یک تابع هزینه دو بعدی برای تولید .......... 33شکل3-7: فرآیند ادغام 7 بعدی.. 34شکل3-8: روند کلی الگوریتم تکامل تفاضلی.. 35شکل3-9: چگونگی حرکت ذره در روش تجمعی.. 40شکل3-10: شبه برنامه روش تجمعی ذره 41شکل3-11: شبه برنامه روش GAPSO.. 45شکل3-12: نحوه محاسبه معیار ازدحام جمعیت در NSGA-II. 47شکل3-13: نمای کلی از عملکرد الگوریتم NSGA-II. 48شکل4-1 : تولید مسیر توسط مکانیزم شش میله­ای.. 51شکل4-2: تابع  qام مکانیزم اطراف بازه انحراف مجاز 53شکل4-3: تابع شکل(a) و تابع موقعیت(b) 53شکل4-4: الگوریتم کاهش کنترلشده انحراف مجاز 54شکل4-5: کاهش مرز مجاز برای بخش خط راست مسیر. 55شکل4-6: کاهش مرز مجاز برای بخش قطاعی(دایروی) مسیر. 55شکل4-7: تجزیه قسمتی از مسیر به دو بخش خط راست و قطاع دایروی.. 58شکل4-8: شبه الگوریتم شرط کاهش انحراف مجاز 60شکل4-9: مسیر مطلوب اول و نقاط دقت بدست آمده از مکانیزم بهینه شده توسط GAPSO به روش اول. 61شکل4-10: مسیر مطلوب اول و نقاط دقت بدست آمده از مکانیزم بهینه شده توسط GAPSO با روش دوم تعیین متغیرطراحی   65شکل4-11: مقایسه فاصله مسیر بدست آمده الگوریتم DE وGAPSO از مسیر مطلوب با بزرگنمایی.. 65شکل4-12: مسیر مطلوب دوم که توسط مکانیزم طی می­شود. 66شکل4-13: مسیر مطلوب دوم و نقاط دقت بدست آمده از مکانیزم بهینه شده توسط GAPSO به روش اول. 69شکل4-14: مسیر مطلوب دوم و نقاط دقت بدست آمده از مکانیزم بهینه شده توسط GAPSO با روش دوم تعیین متغیرطراحی   71شکل4-15: مقایسه فاصله مسیر بدست آمده الگوریتم DE وGAPSO از مسیر مطلوب با بزرگنمایی.. 71شکل 4-16: کاهش بازه مجاز زاویه انتقال. 73شکل 4-17: شبه الگوریتم کاهش انحراف مجاز زاویه انتقال. 74شکل 4-18: برتری جبهه پارتو به روش کاهش کنترل شده انحراف مجاز زاویه انتقال بر جبهه پرتو بدون بکارگیری این روش... 74شکل 4-19: جبهه پارتوئی بدست آمده از الگوریتم ژنتیک چند هدفه. 75شکل 4-20: جبهه پارتوئی بدست آمده از الگوریتم ژنتیک چند هدفه با بزرگنمایی و حذف نقاط با خطای مسیر بیشتر از 400. 76شکل 4-21: برتری نقطه A بر بهترین نتیجهDE 77چکیدهدر این پایان نامه ما به ارائه سنتز بهینه ابعادی مکانیزم شش میله­ای با قیدهای دورانی می­پردازیم. هدف از سنتز، تولید مسیر به گونه­ای است که تا حد امکان به مسیر مطلوب نزدیک­تر باشد. از زنجیره­های شش میله­ای، با هفت اتصال چرخشی، شناخته شده با یک درجه آزادی می­توان زنجیره وات و استفن­سون را نام برد. دو نوع مکانیزم از زنجیره وات و سه نوع مکانیزم از زنجیره استفن­سون حاصل می­شود که معرفی و چند کاربرد آنها در فصل 2 پایان نامه آورده شده است.به منظور سنتز بهینه تک هدفه مکانیزم، با در نظر گرفتن تابع خطای مسیر به عنوان تابع هدف، ترکیب الگوریتم ژنتیک و روش تجمعی ذره مورد استفاده قرار گرفته شده است و دقت نتایج خطای مسیر با آخرین نتایج در مقالات مقایسه می­شود. الگوریتم چند هدفه NSGAII برای کمینه سازی همزمان دو تابع هدف مورد استفاده قرار می­گیرد. دو تابع هدف با رفتار متضاد در نظر گرفته شده در این کار عبارتند از تابع خطای مسیر و انحراف زاویه انتقال از . در بهینه­­سازی دو هدفه با بکارگیری متد کاهش کنترل­ شده انحراف مجاز زاویه انتقال سرعت همگرائی تابع خطا را بالا برده و سعی در بدست آوردن جبهه پارتوئی مناسب می­شود.پیشگفتارمکانیزم یک ابزار مکانیکی است که به منظور انتقال حرکت و یا نیرو از یک منبع به یک خروجی بکار می­رود. یک اهرم بندی تشکیل شده است از اهرم­ها (یا میله­ها) که به طور عمومی صلب در نظر گرفته می­شوند و توسط اتصالاتی از قبیل پین (لولا) یا لغزنده­های منشوری بطوری که زنجیره­های (حلقه­های) باز یا بسته را می­سازند، به یکدیگر وصل می­شوند. این چنین زنجیره­های سینماتیکی که حداقل یک اهرم آن ثابت و حداقل دو اهرم دیگر متحرک باقی بماند، مکانیزم نام دارد و اگر کلیه اهرم ها ثابت باشند، آنگاه سازه نامیده می­شود. به عبارت دیگر مکانیزم اجازه می­دهد اهرم­های "صلب" آن نسبت به یکدیگر حرکت داشته باشند. در حالی که برای سازه این چنین نیست.زنجیره­های سینماتیکی بخش مهم از مکانیزم­ها هستند که تحقیقات در زمینه آنها به دو بخش 1- آنالیز و 2- سنتز تقسیم می­شود.
  • آنالیز: فرآیند بررسی حرکت همه اعضا و یا بعضی از اعضای زنجیره بر اساس پارامترهای هندسی مکانیزم می­باشد.
  • سنتز: پیدا کردن یک مکانیزم که بتواند یک حرکت معین یا مسیر دلخواه را ایجاد نماید.
بطور­کلی، سنتز مکانیزم­ها به سه بخش متفاوت: 1- سنتز نوع 2-سنتز عددی 3-سنتز ابعادی تقسیم می گردد. دو سنتز اول مربوط به نوع مکانیزم و تعداد اعضای مورد نیاز برای حرکت مکانیکی بخصوص هستند. در حالی که هدف از سنتز ابعادی پیدا کردن همه پارامتر­های ابعادی یک مکانیزم برای ایجاد حرکت دلخواه می­باشد. هدف ما در این تحقیق سنتز ابعادی برای یک مسیر مورد نظر می­باشد.در بررسی ابعادی سه مسئله مهم مورد بررسی قرار می­گیرد که عبارتند از:
  • تولید ابعاد: هدف پیدا کردن مکانیزم برای ایجاد یک دسته از زوج­ها و خروجی معین می­باشد.
  • تولید مسیر: هدف پیدا نمودن یک مکانیزم برای عبور عضو واسط از نقاط معین است.
  • هدایت جسم صلب: هدف پیدا نمودن مکانیزم برای عبور عضو واسط از موقعیت­های معین شده برای آن، بعنوان یک جسم صلب است.
برای سنتز یک مکانیزم گاهی از روش­های دقیق و گاهی از روش های تقریبی استفاده می­گردد. سنتز دقیق به معنی حل معادلات حاکم بر مسئله به صورت دقیق می­باشد و در سنتز تقریبی هدف حداقل کردن خطا برای این معادلات می­باشد که سنتز بهینه اختصاص به این روش دارد.تعداد صفحه : 95قیمت : چهارده هزار تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09124404335        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید

1 پاسخ

بخش دیدگاه ها غیر فعال است.