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 شود

تکه 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. 1

1-1پیشگفتار 2

1-2 تاریخچه سنتز ابعادی.. 3

1-3 محاسبات اولیه در بررسی مکانیزم­ها 4

1-4 بهینه­سازی.. 4

1-4-1 تاریخچه بکارگیری بهینه­سازی در مکانیزم­ها 5

1-4-2 مفاهیم کلی بهینه­سازی.. 7

1-4-3 فرمول بندی عمومی بهینه­سازی.. 9

1-5 نوآوری­های پایان نامه . 10

1-6 ساختار کلی پایان نامه . 11

فصل2  معرفی مکانیزم شش میله­ای وفرمول بندی آن.. 12

2-1 مقدمه. 13

2-2 برخی کاربردهای مکانیزم­های شش میله­ای.. 14

2-3 تحلیل هندسی و روابط حاکم بر مکانیزم. 19

2-4 نتیجه­گیری و جمع­بندی فصل.. 22

فصل3 روش­های بهینه­سازی تک هدفه و چند هدفه. 23

3-1  مقدمه. 24

3-2  مفاهیم بهینه سازی.. 24

3-2-1 مفاهیم بهینه­سازی تک هدفه. 24

3-2-2 تعاریف و مفاهیم بهینه­سازی چند هدفه. 25

3-3  روش­های بهینه سازی تک هدفه. 27

3-3-1  الگوریتم ژنتیک… 27

3-3-1-1  مقدمه. 27

3-3-1-2 تاریخچه. 27

3-3-1-3 ساختار الگوریتم ژنتیک… 28

3-3-1-4 عملگرهای ژنتیکی.. 28

3-3-1-5  روند کلی اجرای الگوریتم ژنتیک… 30

3-3-2 الگوریتم تکامل تفاضلی.. 31

3-3-2-1 مقدمه. 31

3-3-2-2 تاریخچه. 32

3-3-2-3 ساختار الگوریتم تکامل تفاضلی.. 32

3-3-2-4 پارامترهاى کنترلى.. 35

3-3-2-5  استراتژى­هاى متنوع DE.. 36

٣-٣-٣ الگوریتم تجمعى ذره (ازدحام ذرات) 37

٣-٣-٣-١ مقدمه. 37

٣-٣-٣-٢ تاریخچه روش بهینه سازى تجمعى ذره 37

٣-٣-٣-٣ روش بهینه­سازى تجمعى ذره استاندارد. 38

٣-٣-٣-۴ شبه برنامه روش بهینه سازى تجمعى ذره استاندارد. 40

٣-٣-٣-۵ بررسى ضریب وزن و ضرایب یادگیرى.. 41

٣-٣-۴ الگوریتم ترکیبى ژنتیک و تجمعى ذره 42

٣-٣-۴-١ الگوریتم ترکیبى HGAPSO.. 43

٣-٣-۴-٢ روش ترکیبى GAPSO.. 43

٣-۴ روش­هاى بهینه­سازى چند هدفى.. 45

٣-۴-١ روش بهینه­سازى مرتب سازى نقاط غیر برتر نسخه دوم) NSGA-II ( 45

٣-۴-١-١ زیربرنامه   Non-Dominant Sorting (NS) 46

٣-۴-١-٢ زیربرنامهCrowding Distance(CD) 46

٣-۴-١-٣ روند کلى الگوریتم NSGA-II. 47

3-5 نتیجه­گیری و جمع­بندی فصل.. 48

فصل4   بهینه­سازی مکانیزم شش­میله­ای.. 49

4-1 مقدمه. 50

4-2 متد کاهش کنترل شده انحراف مجاز 51

4-3 تابع هدف.. 56

4-4  سنتز بهینه مکانیزم. 57

4-4-1 بهینه سازی تک هدفه. 58

4-4-1-1 سنتز بهینه مسیر اول. 58

4-4-1-2 سنتز بهینه مسیر دوم. 65

4-4-2 بهینه سازی دو هدفه. 72

4-4-2-1 متد کاهش کنترل شده انحراف زاویه انتقال. 73

4-4-2-2 نتایج بهینه سازی.. 75

4-5 نتیجه­گیری و جمع­بندی فصل.. 78

فصل5   نتیجه­گیری.. 79

5-1 نتیجه­گیری.. 80

مراجع. 81

 

فهرست جدول­ها

جدول 4-1 ثابت­های بکار گرفته شده در بهینه­سازی برای مسیر اول  58

جدول 4-2 حدود تعیین شده متغیرهای طراحی برای مسیر اول. 59

جدول 4-3 مکانیزم­های بدست آمده از چهار الگوریتم برای مسیر اول به روش اول. 61

جدول 4-4 مکانیزم بدست آمده از سه الگوریتم برای مسیر اول به روش دوم. 64

جدول 4-5 حداکثر انحرافات مجاز برای سه الگوریتم ژنتیک، ازدحام ذرات وGAPSO  برای مسیر اول به روش دوم. 64

جدول 4-6 ثابت­های بکار گرفته شده در بهینه­سازی برای مسیر دوم. 66

جدول 4-7 حدود تعیین شده متغیرهای طراحی مسیر دوم. 66

جدول 4-8 مکانیزم­های بدست آمده از دو الگوریتم تکامل تفاضلی وGAPSO  برای مسیر دوم  به روش اول. 68

جدول 4-9 مکانیزم بدست آمده از الگوریتم GAPSO برای مسیر دوم به روش دوم. 70

جدول 4-10 حداکثر انحرافات مجاز الگوریتم تکامل تفاضلی وGAPSO  برای مسیر دوم به روش دوم. 71

جدول 4-11 ثابت­های بدست آمده برای چهار مکانیزم C,B,A وD ومقادیر خطای هریک… 76

 

فهرست شکل­ها

شکل2-1: مکانیزم وات نوع اول. 13

شکل2-2: مکانیزم وات نوع دوم. 13

شکل2-3: مکانیزم استفن­سون نوع اول. 13

شکل2-4: مکانیزم استفن­سون نوع دوم. 13

شکل2-5: مکانیزم استفن­سون نوع سوم. 14

شکل2-6: تولید نوارهای مغناطیسی.. 15

شکل2-7: مکانیزم استفن­سون نوع سوم برای هدایت نوار مغناطیسی.. 16

شکل2-8: مکانیزم شش میله­ای پروتز زانو کشیده صفر درجه. 17

شکل2-9: مکانیزم شش میله­ای پروتز زانو خمش کامل.. 17

شکل2-10: مکانیزم تغزیه، وات نوع دوم. 17

شکل2-11: مکانیزم شش میله­ای استفن­سون نوع سوم برای تولید مسیر. 18

شکل2-12: چهار موقعیت بعدی مکانیزم در تولید مسیر. 19

شکل2-13: هندسه مکانیزم شش میله­ای استفن­سون نوع سوم]27[. 20

شکل3-1: مفهوم برتری در فضای دو هدفی، ذره a بر بقیه ذرات برتری دارد. 26

شکل3-2: جبهه پارتو مجموعه­ای از جواب­ها در فضای دو هدفه. 27

شکل3-3: عملگر ترکیب در الگوریتم ژنتیک… 29

شکل3-4: عملگر جهش در الگوریتم ژنتیک… 30

شکل3-5: روند کلی یک الگوریتم ژنتیک استاندارد. 31

شکل3-6: مثالی از یک تابع هزینه دو بعدی برای تولید ………. 33

شکل3-7: فرآیند ادغام 7 بعدی.. 34

شکل3-8: روند کلی الگوریتم تکامل تفاضلی.. 35

شکل3-9: چگونگی حرکت ذره در روش تجمعی.. 40

شکل3-10: شبه برنامه روش تجمعی ذره 41

شکل3-11: شبه برنامه روش GAPSO.. 45

شکل3-12: نحوه محاسبه معیار ازدحام جمعیت در NSGA-II. 47

شکل3-13: نمای کلی از عملکرد الگوریتم NSGA-II. 48

شکل4-1 : تولید مسیر توسط مکانیزم شش میله­ای.. 51

شکل4-2: تابع  qام مکانیزم اطراف بازه انحراف مجاز 53

شکل4-3: تابع شکل(a) و تابع موقعیت(b) 53

شکل4-4: الگوریتم کاهش کنترلشده انحراف مجاز 54

شکل4-5: کاهش مرز مجاز برای بخش خط راست مسیر. 55

شکل4-6: کاهش مرز مجاز برای بخش قطاعی(دایروی) مسیر. 55

شکل4-7: تجزیه قسمتی از مسیر به دو بخش خط راست و قطاع دایروی.. 58

شکل4-8: شبه الگوریتم شرط کاهش انحراف مجاز 60

شکل4-9: مسیر مطلوب اول و نقاط دقت بدست آمده از مکانیزم بهینه شده توسط GAPSO به روش اول. 61

شکل4-10: مسیر مطلوب اول و نقاط دقت بدست آمده از مکانیزم بهینه شده توسط GAPSO با روش دوم تعیین متغیرطراحی   65

شکل4-11: مقایسه فاصله مسیر بدست آمده الگوریتم DE وGAPSO از مسیر مطلوب با بزرگنمایی.. 65

شکل4-12: مسیر مطلوب دوم که توسط مکانیزم طی می­شود. 66

شکل4-13: مسیر مطلوب دوم و نقاط دقت بدست آمده از مکانیزم بهینه شده توسط GAPSO به روش اول. 69

شکل4-14: مسیر مطلوب دوم و نقاط دقت بدست آمده از مکانیزم بهینه شده توسط GAPSO با روش دوم تعیین متغیرطراحی   71

شکل4-15: مقایسه فاصله مسیر بدست آمده الگوریتم DE وGAPSO از مسیر مطلوب با بزرگنمایی.. 71

شکل 4-16: کاهش بازه مجاز زاویه انتقال. 73

شکل 4-17: شبه الگوریتم کاهش انحراف مجاز زاویه انتقال. 74

شکل 4-18: برتری جبهه پارتو به روش کاهش کنترل شده انحراف مجاز زاویه انتقال بر جبهه پرتو بدون بکارگیری این روش… 74

شکل 4-19: جبهه پارتوئی بدست آمده از الگوریتم ژنتیک چند هدفه. 75

شکل 4-20: جبهه پارتوئی بدست آمده از الگوریتم ژنتیک چند هدفه با بزرگنمایی و حذف نقاط با خطای مسیر بیشتر از 400. 76

شکل 4-21: برتری نقطه A بر بهترین نتیجهDE 77

چکیده

در 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.

پیشگفتار

مکانیزم 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 : 95

14700 تومان

———–

——-

پشتیبانی سایت :       

        info@elmyar.net

پایان نامه ها

 

مطالب مشابه را هم ببینید

Categories: رشته مکانیک

1 Comment

Comments are closed.

Related Posts

رشته مکانیک

پایان نامه با موضوع:تحلیل آسیب پیشرو در اتصالات پینی مواد کامپوزیتی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :مهندسی مکانیک گرایش :طراحی کاربردی عنوان : تحلیل آسیب پیشرو در اتصالات پینی مواد کامپوزیتی  مطالب مشابه را هم ببینید پایان نامه ارشد مهندسی مکانیک گرایش تبدیل انرژی: Read more…

رشته مکانیک

دانلود پایان نامه:ارائه مدل حرارتی برای ساختمان پوشش سپر حرارتی تیغه توربین گازی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :مهندسی مکانیک گرایش :تبدیل انرژی عنوان : ارائه مدل حرارتی برای ساختمان پوشش سپر حرارتی تیغه توربین گازی مطالب مشابه را هم ببینید دانلود پایان نامه ارشد رشته Read more…

رشته مکانیک

پایان نامه ارشد:مدل‌سازی عددی جریان سیال غیرنیوتونی قاعده توانی و تأثیر گام طولی و عرضی بر عملکرد مبدل حرارتی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :مهندسی مکانیک گرایش :تبدیل انرژی عنوان : مدل‌سازی عددی جریان سیال غیرنیوتونی قاعده توانی و تأثیر گام طولی و عرضی بر عملکرد مبدل حرارتی مطالب مشابه را هم Read more…