Akademik tədqiqatlar, aydın dil

Verianla | Akademik Araştırmalardan Türkçe Ekonomi ve Bilim İçerikleri

27 sentyabr 2026, bazar
VERİANLAMüstəqil elmi yayımçılıq
Menyunu açın və ya bağlayın
...
Home / Tətbiqi Elmlər / Maşın Elmi / Hava reaktivli toxuma dəzgahı şassi sisteminin dinamik analizi və struktur parametrlərinin optimallaşdırılması üzrə tədqiqat
Maşın Elmi

Hava reaktivli toxuma dəzgahı şassi sisteminin dinamik analizi və struktur parametrlərinin optimallaşdırılması üzrə tədqiqat

Bu tədqiqat yüksək sürətli hava reaktivli toxuma dəzgahlarında şassi vibrasiyasını və gərginlik konsentrasiyasını araşdıraraq şassinin əsas geometrik parametrlərini optimallaşdırır.

11/08/2026  Veri Anla 56 baxış
Hava reaktivli toxuma dəzgahı şassi sisteminin dinamik analizi və struktur parametrlərinin optimallaşdırılması üzrə tədqiqat

Bu tədqiqat, yüksək hızlı hava jetli dokuma tezgâhlarında şasi titreşimini və gerilme yoğunlaşmasını inceleyerek şasinin əsas geometrik parametrelerini optimize etmektedir. Tədqiqatçılar real tezgâh şasisi üzərində modal çekiç testi və tədqiqat titreşimi ölçmələri realleştirmiş, ölçülən dinamik yükleri sonlu eleman analizine aktarmış və ardından altı şasi kalınlık parametresi ilə eşdəyər gerilme arasındaki ilişkiyi BA-HHO-SVR əsaslı bir vekil modelle modellemiştir. Deneylerde təxminən 900 r/min tədqiqat hızında titreşim artışının belirginleştiği, bu koşulda başlangıç modelindeki maksimum eşdəyər gerilmenin 36,992 MPa olduğu belirlenmiştir. BA-HHO-SVR optimizasyonundan sonra sonlu eleman təsdiqləməsında maksimum gerilme 32,933 MPa'ya düşmüş; tədqiqat bunu %10,9'luk azalma kimi raporlamıştır. Lakin optimize edilmiş geometrinin yekun təsdiqləməsı sonlu eleman simülasyonuna dayanmaktadır; tədqiqat optimize edilmiş şasinin uzun dörütubətli real istehsal şərtlərindaki dayanımını və ya kumaş kalitesindeki iyileşmeyi birbaşa test etmemiştir.

Şasi, hava jetli dokuma tezgâhının fərqli hareketli mekanizmalarından mənbəlanan dinamik yükleri taşıyan əsas yapısal sistemdir. Tədqiqatda çözgü salma bağlantı mexanizmi, ağızlık açma mexanizmi, bağlantı çubuğu sistemi və tefe vurma mexanizmi başlıca titreşim mənbəları kimi ele alınmıştır. Devir yükseldikçe dörd qiymətləndirmə noktasındaki titreşim ivmesi artmış; xüsusilə arka bölümde Y yönündeki titreşim, ön bölüme görə daha belirgin hâle gelmiştir.

Model təsdiqləməsında deney və sonlu eleman modal nəticələrı birbaşa müqayisə edilmişdir. İlk doğal frekans simülasyonda 20,628 Hz, deneyde 18,515 Hz; ikinci doğal frekans sırasıyla 32,861 və 29,323 Hz; üçüncü doğal frekans isə 59,674 və 57,571 Hz kimi bulunmuştur. İlk altı modun şəkilleri və Modal Assurance Criterion (MAC) qiymətləndirməsi, tədqiqatçıların kullandığı dinamik modelin deneysel sistem davranışını yeterli yaxınlıkla temsil ettiği sonucunu desteklemiştir.

Türkiyə baxımından tədqiqat birbaşa bir lokal tezgâh və ya istehsal hattı təsdiqləməsı değildir. Bununla belə istifadə edilən yanaşma; dokuma makinesi şasilerinde modal test, titreşim ölçməü, sonlu eleman analizi və məlumat əsaslı parametre optimizasyonunun birlikdə necə yürütülebileceğine ilişkin uygulanabilir bir mühendislik metodi təqdim edir. Türkiye'deki fərqli tezgâh geometrileri, istifadə edilən malzemeler, bağlantı rijitlikleri, tədqiqat devirleri, əsas və sönümleyici şərtləri eyni olmayabileceğinden bildirilen optimum kalınlıkların birbaşa başqa bir makineye aktarılması əvəzinə ilgili makine üzərində yeniden ölçmə və təsdiqləmə yapılması lazımdır.

Tədqiqatın əsas problemi nədir?

Hava jetli dokuma tezgâhında yüksək istehsal hızına çıkıldıkça tezgâh şasisi sürekli və karmaşık dinamik yükler altında tədqiqatktadır. Ana mil dönüşü, hava akışı değişimleri, tefe mexanizminın ileri-geri hareketi, ağızlık açma sistemi və fərqli bağlantı elemanlarının hareketleri şasiye təkrarlanan kuvvetler aktarmaktadır. Şasi rijitliğinin yetersiz kalması hâlinde yalnız titreşim seviyesi yükselmemekte; bağlantı bölgəlerinde gerilme yoğunlaşması və yapısal deformasyon da artabilmektedir.

Tədqiqatnın odaklandığı boşluk, dokuma tezgâhlarındaki hareketli alt mekanizmaların dinamiğinden ziyade bütün tezgâhı taşıyan şasinin tədqiqat şərtlərindaki dinamik davranışının deney, sonlu eleman modeli və optimizasyon algoritmasıyla birlikdə incelenmesidir.

Şasi necə modellenmiştir?

Duvar panelleri və kirişler SolidWorks 2022 ilə modellenmiş, üç boyutlu yapı ANSYS Workbench 2022R2 ortamına aktarılmıştır. Duvar panelleri, kirişler və digər komponentlerde sırasıyla Q345B, HT300 və QT500-7 malzemeleri istifadə edilmişdir. Küçük və gerilme bakımından örütubətsiz bazı delikler hesaplama yükünü azaltmak amacıyla modelden çıkarılmıştır.

MalzemeElastisite modülü (GPa)Poisson nisbətıYoğunluk (kg/m³)
Q345B2060,307,85 × 10³
HT3001300,257,3 × 10³
QT500-71900,287,2 × 10³

Kritik kiriş bağlantıları və yük tətbiq noktalarında şəbəkə boyutu 10 mm'ye kadar inceltilmiş, digər bölgəlerde 15 mm istifadə edilmişdir. Tetrahedral elemanlardan yaradılan model təxminən 120.000 eleman və 250.000 düyün ehtiva edir.

Sonlu eleman modeli deneyle necə kontrol edilmiştir?

Şasinin zemine bağlanan cıvata delikleri tam kısıtlanmış və doğal frekansları elde etmek üçün Block Lanczos metodi istifadə edilmişdir. Buna paralel kimi real şasi çelik bir test platformasına cıvatalanmış və altına real tədqiqat durumunu temsil etmek amacıyla titreşim sönümleyicileri yerleştirilmiştir.

Modal deneyde PCB 086D20 darbe çekici və PCB TLD356A16 üç eksenli ivmeölçerler istifadə edilmişdir. Toplam 16 sensor fərqli ölçmə noktalarında sırayla tətbiq edilmişdir. Veriler LMS SCADAS Mobile SCM05 sistemiyle toplanmış; örnekleme frekansı 1024 Hz, hər testin qeyd müddəti 15–20 saniye kimi belirlenmiştir. Hər ölçmə noktasında beş geçerli çekiç darbesi uygulanmış və frekans cevap fonksiyonlarında doğrusal orta istifadə edilmişdir. İlk altı mod PolyMax algoritmasıyla tanımlanmıştır.

Verianla Live: Deney və simülasyonda ilk altı doğal frekans

Cədvəl, sonlu eleman modal analizinden elde edilen doğal frekanslarla fiziksel çekiç testinden elde edilen frekansları karşılaştırır. Değerler tədqiqatın Cədvəl 2'sinden alınmıştır; qrafik yalnız bu görünür cədvəlnun etkileşimli sunumudur.

ModSimülasyon frekansı (Hz)Deneysel frekans (Hz)Frekans xətası (%)Mənbə
1. mod20,62818,51510,2Cədvəl 2
2. mod32,86129,32310,7Cədvəl 2
3. mod59,67457,5713,5Cədvəl 2
4. mod61,68960,9581,2Cədvəl 2
5. mod64,1466,623-3,7Cədvəl 2
6. mod70,14780,58-12,9Cədvəl 2
 

Verianla Live: Görselleştirme, yukarıdaki görünür bilimsel məlumat cədvəlsundan tarayıcıda oluşturulur. Cədvəl bilimsel mənbə-of-truth kimi korunur.

Birinci modda yan duvarlar Y doğrultusunda salınırken üst kirişler duvarlarla eyni fazda hareket etmiş və alt kirişlerde daha kiçik deformasyon görülmüştür. İkinci modda alt kiriş X doğrultusunda ileri-geri eğilme davranışı göstərmişdir. Üçüncü modda isə üst və alt kirişlerde Z yönünde düşey eğilme baskın hâle gelmiştir.

Simülasyon doğal frekanslarının ilk modlarda deneysel frekanslardan bir miktar yüksək olması tədqiqatçılar tarafından doğrusal modelde real yapının doğrusal olmayan sönüm və enerji kayıplarının tamamen temsil edilmemesiyle açıklanmıştır. Altı modun xəta dəyərləri −%12,9 ilə %10,7 arasındadır. Bundan əlavə MAC matrisinin köşegen elemanlarının 1'e, köşegen dışı elemanlarının isə 0'a yaxın olması deneysel və hesaplanan mod şəkillerinin yüksək uyğunluq gösterdiği şəklində şərhlanmıştır.

Tədqiqat hızlandıkça titreşim necə değişmiştir?

Tədqiqat titreşimi 600–1000 r/min aralığında incelenmiştir. Dörd qiymətləndirmə noktası şasinin ön-sol, ön-sağ, arka-sol və arka-sağ bölgəlerinde seçilmiş; X, Y və Z eksenlerindeki RMS titreşim ivmeleri qiymətləndirilmişdir.

Bütün qiymətləndirmə noktalarında devir yükseldikçe titreşim artmıştır. Tədqiqatçıların xüsusilə vurguladığı değişim 900 r/min civarında realleşmiştir: RMS artış eğrileri bu noktadan itibaren daha dik hâle gelmiştir. Arka tarafta Y yönlü titreşim daha baskındır. Məsələn 1000 r/min'də arka-sol ölçmə noktasındaki Y yönlü RMS titreşim ivmesi təxminən 8,0 m/s²'ye yaklaşmıştır. Bu dəyər qrafikten təxminən kimi belirtilen bir ölçütür; kesin cədvəl dəyəri kimi dəyərlendirilmemelidir.

Ön bölgədə X və Y yönündeki titreşimler birbirine daha yaxınken 900 r/min sonrasında X yönündeki komponent bir miktar baskın hâle gelmiştir. Tədqiqatda bu durum tefe vurma mexanizminın ileri-geri hareketinden doğan atalet etkisiyle əlaqələndirilmişdir.

Real titreşim ölçmələri simülasyon yüküne necə çevrilmiştür?

Tədqiqatnın örütubətli metodsel xüsusiyyətlərinden biri, deneysel ivme məlumatlarının sonlu eleman analizine birbaşa basit bir ivme sınır koşulu kimi aktarılmaması; əvvəl çox cisimli dinamik ters çözümü üzərindən dinamik xarici kuvvetlere dönüştürülmesidir.

Ölçmə noktasındaki mutlak ivme ilə genelleştirilmiş koordinatlar arasındaki kirütubətatik ilişki şöyle verilmişdir:

\[ a_{\mathrm{meas}}(t)=J(q)\ddot{q}+\dot{J}(q,\dot{q})\dot{q} \]

Burada \(a_{\mathrm{meas}}(t)\) deneyde ölçülən ivmeyi, \(J(q)\) ölçmə noktasının genelleştirilmiş koordinatlara görə Jacobian matrisini, \(q\), \(\dot q\) və \(\ddot q\) isə sırasıyla genelleştirilmiş mövqe, hız və ivmeyi temsil eder.

Bilinen hareket yörüngeleri istifadə edilərək genelleştirilmiş ivme bu ters ilişkiyle hesaplanmıştır:

\[ \ddot q(t)=J^{+}(q)\left[a_{\mathrm{meas}}(t)-\dot J(q,\dot q)\dot q\right] \]

\(J^{+}\), Jacobian matrisinin en kiçik kareler çözümünde istifadə edilən psödo-tersini temsil etmektedir.

Ardından sistemin çox cisimli dinamik denklemleri:

\[ M(q)\ddot q+\Phi_q^{T}\lambda = Q(q,\dot q,t)+F_{\mathrm{ext}}(t) \]

və kısıt denklemi:

\[ \Phi(q,t)=0 \]

ilə ifade edilmiştir. Burada \(M(q)\) kütle matrisini, \(\Phi_q\) kısıt Jacobian'ını, \(\lambda\) kısıt reaksiyonlarını, \(Q\) Coriolis, merdəfəkaç, sönüm və digər daxili kuvvetleri, \(F_{\mathrm{ext}}\) isə aranan dinamik xarici uyarma kuvvetini göstərir.

Beləliklə xarici uyarma:

\[ F_{\mathrm{ext}}(t) = M(q)\ddot q(t)+\Phi_q^{T}\lambda-Q(q,\dot q,t) \]

şəklində ters çözülmüş və ilgili yatak yuvaları ilə kritik bağlantı noktalarına tətbiq edilmişdir. Bu hesaplamalar MATLAB R2024a ortamında realleştirilmiştir.

Gerilme və deformasyon nerelerde yoğunlaşmıştır?

900 r/min koşulundaki dinamik sonlu eleman çözümünde şasinin maksimum eşdəyər gerilmesi 36,992 MPa kimi bulunmuştur. En kritik bölgə, arka alt kiriş ilə sol duvar panelinin bağlantısıdır. Tədqiqat, bu bölgədə bağlantı çubuğu ilə kam kutusu mənbəlı titreşimlerin birleşmesinin mekanik yüklenmeyi artırdığını belirtmektedir.

Duvar panelindeki yüksək gerilme bölgəleri xüsusilə tefe mili mövqelandırma delikleri ilə kam kutusu mühitsinde oluşmuştur. Genel deformasyon davranışında şasi yanlara doğru salınmış və duvar paneli yüksekliği arttıkça deformasyon daha belirgin hâle gelmiştir. Duvar panelindeki maksimum deformasyon üst bölgədə görülmüştür.

Tədqiqat hızının 600'den 1000 r/min'e çıkarılmasıyla hem maksimum gerilme hem də deformasyon yükselmiştir. Tədqiqatçılar 900 r/min koşulunu, artış eğiminin belirginleşmesi və doğal frekansla ilişkilendirilen titreşim davranışı nedeniyle daha sonraki yapısal optimizasyonun əsas tədqiqat koşulu kimi seçmiştir.

BA-HHO-SVR niyə istifadə edilmişdir?

Şasinin hər olası geometrik parametre kombinasyonu üçün ətraflı dinamik sonlu eleman analizi yapmak hesaplama açısından maliyetlidir. Tədqiqatçılar bu nedenle altı geometrik giriş parametresi ilə eşdəyər gerilme arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi öğrenebilen bir vekil model kurmuştur.

Önce Geri Yayılımlı Sinir Ağı (BPNN), Random Forest (RF) və Destek Vektör Regresyonu (SVR) müqayisə edilmişdir. Əsas modelləşdirir arasında SVR, test kümesinde \(R^2=0,8265\) ilə en yüksək dəyəri vermiştir. Ardından SVR hiperparametreleri GA, PSO, HHO və təkmilləşdirilmiş BA-HHO metodleriyle optimize edilmiştir.

SVR'nin əsas regresyon ilişkisi tədqiqatda:

\[ y(x)=\omega \cdot \phi(x)+b \]

kimi verilmişdir. Burada \(x\) giriş değişkenlerini, \(\phi(x)\) yüksək boyutlu özellik uzayına dönüşümü, \(\omega\) ağırlık vektörünü və \(b\) yanlılık terimini temsil eder.

SVR optimizasyonunda xəta toleransı ilə model karmaşıklığı arasındaki denge ceza katsayı \(C\), epsilon toleransı \(\varepsilon\) və çekirdek parametresi \(\gamma\) üzərindən kontrol edilmiştir.

BA-HHO hansı değişiklikleri getirmiştir?

Təkmilləşdirilmiş Harris Hawks Optimization yanaşmasında başlangıç popülasyonunun bütün aralığa aşırı dağılmasını önlemek üçün ilk arama aralığı cəmi aralığın %50'sine daraltılmıştır:

\[ hawks=lb+rand(0,1)\times(ub-lb)\times0.5 \]

Tek bir en iyi bireyin bütün popülasyonu yönlendirmesi əvəzinə en iyi performans gösteren bireylerin üst %30'u bir elit şahin grubu kimi tutulmuştur. İterasyon ilerledikçe lokal adım ölçüsü:

\[ step=0.05\left(1-\frac{iter}{max\_iter}\right) \]

və keşif yoğunluğu:

\[ explore\_intensity = 0.3-iter\left(\frac{0.25}{max\_iter}\right) \]

ilə azaltılmıştır.

Elit bireyler kendi mövqeları mühitsinde ince arama yaparken normal bireyler rastgele seçilen elit çözümlere doğru yönlendirilmiş; en kötü %20'lik grup isə elit bireylerin mutasyonlu varyantlarıyla değiştirilmiştir. Amaç hem lokal optimuma erken sıkışmayı azaltmak hem də son aşamalarda hassas parametre aramasına geçmektir.

Hansı şasi parametreleri optimize edilmiştir?

Altı geometrik değişken giriş kimi seçilmiştir:

  • T1: üst arka kiriş kalınlığı,
  • T2: üst ön kiriş kalınlığı,
  • T3: alt arka kiriş kalınlığı,
  • T4: alt ön kiriş kalınlığı,
  • T5: orta destek kalınlığı,
  • T6: tefe/vuruş mili destek plakası kalınlığı.
SeviyeT1 (mm)T2 (mm)T3 (mm)T4 (mm)T5 (mm)T6 (mm)
1865,56,55015
2107,57,258,2562,517,5
31299107520
41410,510,7511,7587,522,5
5161212,513,510025

Merdəfəi Bileşik Tasarım və Varyans Şişirme Faktörü optimal dizeyni ilə yaradılan parametre kombinasyonları ANSYS'te dinamik kimi analiz edilmiş və karşılık gələn eşdəyər gerilmeler məlumat kümesine çevrilmiştür. Gri ilişkisel analizde altı değişkenin tamamı eşdəyər gerilmeyle yüksək əlaqəli bulunmuş və model girdisi kimi korunmuştur.

Modelin proqnoz uğursı ne düzeydedir?

ModelRMSER²MAE
BPNN1,15770,62440,9718
RF0,99670,72160,7861
SVR0,78670,82650,7321
GA-SVR0,71450,84490,5837
PSO-SVR0,70280,85820,5731
HHO-SVR0,54940,91540,5222
BA-HHO-SVR0,17980,99060,1419

BA-HHO-SVR, müqayisə edilən modelləşdirir arasında en yüksək R² və en aşağı RMSE ilə MAE dəyərlərini vermiştir. Tədqiqatın proqnoz örnekleri grafiğinde proqnoz və referans dəyərlərinin birbirine yaxın seyrettiği, bildirilen xəta nisbətlərinın ±%2 sınırı içində kaldığı göstərilmişdir.

Burada örütubətli bir mənbə qeydi vardır: nəticə bölümünde bu üç performans metriğinin “en yüksək dəyərlər” olduğu yazılmıştır. Cədvəl 6'ya görə doğru nicel durum, R²'nin en yüksək; xəta ölçütleri RMSE və MAE'nin isə en aşağı olmasıdır. Bu məqaləde rəqəmsal cədvəl esas alınmış, mənbə ifadesi sessizce fərqli bir nəticəya dönüştürülmemiştir.

Optimizasyon sonucunda hansı geometri bulunmuştur?

ModelT1 (mm)T2 (mm)T3 (mm)T4 (mm)T5 (mm)T6 (mm)Tahmin edilen gerilme (MPa)
GA-SVR14,125510,237511,982411,543284,623724,638534,4882
PSO-SVR14,342410,452411,972511,632384,682524,655534,4224
HHO-SVR14,378210,248312,213212,742292,582624,923533,5537
BA-HHO-SVR16,154512,049312,562013,6456100,855525,110633,0248

BA-HHO-SVR'nin önerdiği parametrelerle yapılan dinamik sonlu eleman təsdiqləməsında maksimum eşdəyər gerilme 32,933 MPa kimi hesaplanmıştır. Model proqnozu 33,0248 MPa olduğundan tədqiqat proqnoz-simülasyon fərqinı %0,28 kimi bildirmektedir.

Bununla belə mənbəta açıq bir parametre aralığı sorusu mövcuddur. Beş seviyeli dizayn cədvəlsunda T1–T6 üçün verilen en yüksək dəyərlər sırasıyla 16, 12, 12,5, 13,5, 100 və 25 mm iken bildirilen BA-HHO-SVR optimum dəyərlərinin tamamı bu seviyelerin biraz üzerindedir. Tədqiqat bu aşımın sürekli optimizasyon aralığından mı, yuvarlamadan mı yoksa başqa bir sınır tanımından mı mənbəlandığını ayrıca açıklamamaktadır. Bu səbəbdən optimum parametreler tədqiqatda bildirildiği şəkildə korunmalı, istehsal dizayn sınırlarının kesin kimi bu dəyərləri kapsadığı varsayılmamalıdır.

Verianla Live: Optimizasyon əvvəlsi və sonrası maksimum eşdəyər gerilme

BA-HHO-SVR ilə belirlenen geometri istifadə edilərək realleştirilen sonlu eleman təsdiqləməsında maksimum eşdəyər gerilme 36,992 MPa'dan 32,933 MPa'ya düşmüştür. Tədqiqat bu değişimi %10,9 azalma kimi raporlamaktadır.

DurumMaksimum eşdəyər gerilme (MPa)ÖlçütMənbə
Optimizasyon əvvəlsi36,992Dinamik sonlu eleman sonucuŞəkil 19 və Bölüm 4.5.2
BA-HHO-SVR optimizasyonu sonrası32,933Dinamik sonlu eleman təsdiqləməsıŞəkil 19 və Cədvəl 8
 

Verianla Live: Görselleştirme, yukarıdaki görünür bilimsel məlumat cədvəlsundan tarayıcıda oluşturulur. Cədvəl bilimsel mənbə-of-truth kimi korunur.

Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr

  • İncelenen hava jetli dokuma tezgâhı şasisinin modal sonlu eleman modeli, fiziksel modal deneyle makul düzeyde uyğunluq göstərmişdir.
  • 600–1000 r/min tədqiqat aralığında devir arttıkça dörd qiymətləndirmə noktasındaki titreşim seviyesi yükselmiştir.
  • İncelenen sistemde təxminən 900 r/min bölgəsi belirgin dinamik tepki artışıyla əlaqələndirilmişdir.
  • 900 r/min koşulunda başlangıç şasisindeki maksimum eşdəyər gerilme 36,992 MPa kimi hesaplanmış və kritik bölgə arka alt kiriş-sol duvar paneli bağlantısı kimi belirlenmiştir.
  • Karşılaştırılan proqnoz modelləşdiriri içində BA-HHO-SVR en yüksək R² və en aşağı RMSE ilə MAE dəyərlərini vermiştir.
  • BA-HHO-SVR geometrisinin sonlu eleman təsdiqləməsında maksimum gerilme 32,933 MPa'ya düşmüş və proqnoz ilə simülasyon arasında %0,28 fərq bildirilmişdir.

Tədqiqatın desteklemediği və ya test etmediği nəticələr

  • Optimum geometrinin bütün hava jetli dokuma tezgâhları üçün evrensel optimum olduğu gösterilmemiştir.
  • Optimize edilmiş yeni şasi geometrisiyle uzun süreli fiziksel istehsal deneyi raporlanmamıştır.
  • Gerilmedeki %10,9 azalmanın birbaşa müəyyən bir nisbətda kumaş kalite artışı sağladığı test edilməmişdir.
  • Optimize edilmiş dizeynin yorulma ömrünü hansı nisbətda artırdığı belirlenmemiştir.
  • BA-HHO-SVR'nin bütün mühendislik optimizasyon problemlerinde digər algoritmalardan üstün olduğu sonucuna bu tək problemden ulaşılamaz.
  • Bildirilen geometrik optimum dəyərlər fərqli tezgâh boyutlarına, malzemelere və ya tədqiqat şərtlərinə birbaşa aktarılamaz.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

Deneysel və rəqəmsal tədqiqat zənciri

  1. Hava jetli dokuma tezgâhı şasisinin geometrik dizeyni oluşturuldu.
  2. ANSYS Workbench ortamında təxminən 120.000 eleman və 250.000 düyünlü sonlu eleman modeli kuruldu.
  3. Block Lanczos metodu ilə modal analiz yapıldı.
  4. Real şasi üzərində darbe çekici və üç eksenli ivmeölçerlerle modal deney realleştirildi.
  5. İlk altı doğal frekans və mod şəkilleri karşılaştırıldı; MAC matrisiyle modal uyğunluq dəyərlendirildi.
  6. 600–1000 r/min tədqiqat aralığında şasinin dörd kritik noktasındaki titreşimler ölçüldü.
  7. Deneysel ivmeler çox cisimli ters dinamik hesabıyla xarici uyarma kuvvetlerine dönüştürüldü.
  8. Bu kuvvetler sonlu eleman modeline uygulanarak gerilme və deformasyon bölgəleri belirlendi.
  9. Altı geometrik kalınlık parametresi üçün parametrik məlumat kümesi üretildi.
  10. BPNN, RF və SVR əsas modelləşdiriri karşılaştırıldı.
  11. SVR, GA, PSO, HHO və təkmilləşdirilmiş BA-HHO ilə optimize edildi.
  12. BA-HHO-SVR ilə minimum gerilmeyi hədəfləyən parametre kombinasyonu belirlendi.
  13. Təklif edilən geometri yeniden sonlu eleman dinamik simülasyonuyla təsdiqləndi.

Modal test parametreleri

ParametreMənbədə bildirilen dəyər/metod
Darbe çekiciPCB 086D20
İvmeölçerPCB TLD356A16, üç eksenli
Sensör sayı16
Veri toplama sistemiLMS SCADAS Mobile SCM05
Örnekleme frekansı1024 Hz
Test qeyd müddəti15–20 s
Hər noktadaki geçerli darbe5
Modal tanımlamaPolyMax
Sonlu eleman modal çözücüBlock Lanczos

Tədqiqat titreşimi və kritik durum

Titreşim testleri 600, 700, 800, 900 və 1000 r/min tədqiqat seviyelerini əhatəaktadır. Devir yükseldikçe X, Y və Z yönlerinde RMS ivme artmıştır. Arka qiymətləndirmə noktalarında xüsusilə Y yönü baskın hâle gelmiş, tədqiqatçılar təxminən 900 r/min tədqiqat bölgəsini doğal frekansla əlaqəli kritik titreşim koşulu kimi dəyərlendirmiştir.

900 r/min üçün yapılan dinamik analizde:

  • başlangıç maksimum eşdəyər gerilmesi: 36,992 MPa,
  • kritik gerilme bölgəsi: arka alt kiriş-sol duvar paneli bağlantısı,
  • duvar paneli kritik bölgəleri: tefe mili mövqelandırma deliği və kam kutusu mühitsi,
  • deformasyon davranışı: şasinin ağırlıklı kimi yanal salınımı və duvar panelinin üst bölümünde artan deformasyon.

Makine öğrenmesi məlumat yapısı

Model girdileri altı geometrik parametreden, çıktı isə eşdəyər gerilmeden oluşmuştur. Veri kümesi rastgele %70 eğitim və %30 test kimi ayrılmıştır.

Başlangıç SVR parametreleri:

  • \(C = 2\)
  • \(\varepsilon = 0,1\)
  • \(\gamma = 0,1\)

HHO-SVR və BA-HHO-SVR optimizasyonunda popülasyon 20, maksimum iterasyon sayı 200 kimi istifadə edilmişdir. Optimize edilen SVR parametrelerinin aralıkları:

  • \(C: [1,500]\)
  • \(\varepsilon: [0,01;0,3]\)
  • \(\gamma: [0,001;5]\)

Model qiymətləndirmə ölçütleri

Katsayı belirleme ölçütü:

\[ R^2 = 1- \frac{\sum_i (y_i-\hat y_i)^2} {\sum_i (y_i-\bar y)^2} \]

Ortalama mutlak xəta:

\[ MAE = \frac{1}{M} \sum_{i=1}^{M} |y_i-\hat y_i| \]

Kök orta kare xəta:

\[ RMSE = \sqrt{ \frac{1}{M} \sum_{i=1}^{M} (\hat y_i-y_i)^2 } \]

Bu ölçütlerde daha yüksək \(R^2\), proqnozlerin açıklanan varyans açısından daha yüksək uyumunu; daha aşağı MAE və RMSE isə rəqəmsal proqnoz xətasının azalmasını ifade eder. BA-HHO-SVR üçün mənbəta \(R^2=0,9906\), RMSE = 0,1798 və MAE = 0,1419 bildirilmişdir.

Optimum dizeynin sonlu eleman təsdiqləməsı

Optimizasyon modeliSimülasyon dəyəri (MPa)Tahmin dəyəri (MPa)Hata nisbətı
GA-SVR34,69234,4882%0,59
PSO-SVR34,60934,4224%0,54
HHO-SVR33,17833,5537%1,1
BA-HHO-SVR32,93333,0248%0,28

Bu müqayisəda BA-HHO-SVR hem en aşağı təsdiqlənmiş maksimum eşdəyər gerilmeyi hem də proqnoz-simülasyon arasındaki en aşağı bildirilen xəta nisbətını sağlamıştır. Başlangıç modelindeki 36,992 MPa ilə karşılaştırıldığında 32,933 MPa'lık simülasyon sonucu tədqiqat tarafından maksimum gerilmede %10,9 azalma kimi hesaplanmıştır.

Bununla belə təsdiqləmə, optimize edilmiş geometri üçün fiziksel bir prototip üzərində yeniden yapılan uzun dörütubətli yükleme deneyi değildir. Son aşamadaki təsdiqləmə dinamik sonlu eleman hesaplamasıdır. Bu ayrım, sonucun real istehsal şərtlərindaki uzun dörütubət etibarlıliğinin şərhlanmasında korunmalıdır.

Mənbə və Metod Qeydi

Tam orijinal tədqiqat adı: Study of Dynamic Analysis and Structural Parameters Optimization of the Air-Jet Loom Frame System

Müəlliflər: Jiacheng Zhou, Zhuo Chen, Shengli Lv, Libin Zhang, Feng Hu, Min Shen, Fei Fan, Lianqing Yu, Mingzhang Chen, Chengcheng Wang, Xiaoshuang Xiong.

Sorumlu yazar: Chengcheng Wang.

Qurumlar: Hubei Key Laboratory of Digital Textile Equipment, School of Mechanical Engineering and Automation, Wuhan Textile University, Wuhan, Çin; Hubei Key Laboratory of Advanced Technology for Automotive Components, Wuhan University of Technology, Wuhan, Çin.

Jurnal: Machines.

Nəşriyyat: MDPI.

Bibliyoqrafik qeyd: Machines 2026, 14, 640.

DOI: 10.3390/machines14060640.

Yayın tarihi: 1 Haziran 2026.

Mənbə növü və rəylik durumu: Hakemli orijinal tədqiqat məqaləsidir.

Rəsmi nəşr bağlantısı:https://doi.org/10.3390/machines14060640

Lisenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Maliyyələşdirmə: Natural Science Foundation of Hubei Province, 2025AFB365 və 2024AFB756; Key R&D Program of Shandong Province, 2024CXGC010215; Science and Technology Research Project of Hubei Provincial Department of Education, D20241603.

Məlumat əlçatanlığı: Müəlliflər məlumatların talep üzerine sağlanabileceğini bildirmiştir.

Maraqlar toqquşması: Müəlliflər çıkar çatışması olmadığını beyan etmiştir.

Müəllif töhfələri: Jiacheng Zhou və Zhuo Chen simülasyon və deneylerin tasarlanması/yürütülmesi ilə ilk taslağın yazımında; Shengli Lv, Libin Zhang və Feng Hu məlumat düzenleme və deneysel analizlerde; Min Shen, Mingzhang Chen və Fei Fan literatür taraması və məlumat çıkarımında tapşırıq almıştır. Lianqing Yu, Chengcheng Wang və Xiaoshuang Xiong tədqiqatnın finansmanı və deneysel ekipmanların sağlanmasına katkıda bulunmuştur. Mənbədə bütün müəlliflərın yayımlanan sürümü okuyup onayladığı belirtilmiştir.

Bu Verianla məqaləsindeki bilimsel nəticələr, rəqəmsal dəyərlər, metod açıklamaları və algoritma performansları incelenen mənbə tədqiqatya dayanmaktadır. Bibliyoqrafik identiklik xaricində xarici mənbəlardan yeni deneysel və ya bilimsel nəticə eklenmemiştir.

Mənbə daxili parametre sınırı qeydi: Mənbənin beş seviyeli parametre cədvəlsunda T1–T6 üçün en yüksək dəyərlər 16, 12, 12,5, 13,5, 100 və 25 mm'dir. Buna karşılık BA-HHO-SVR optimumu 16,1545; 12,0493; 12,5620; 13,6456; 100,8555 və 25,1106 mm kimi verilmişdir. Mənbə bu kiçik sınır aşımlarının nedenini ayrıca açıklamamaktadır. Değerler mənbəta bildirildiği şəkildə korunmuştur.

Mənbə daxili performans ifadesi qeydi: Nəticə bölümünde BA-HHO-SVR üçün R², RMSE və MAE dəyərlərinin tümü “en yüksək” kimi tanımlanmaktadır. Cədvəl 6'da R² en yüksək, RMSE və MAE isə müqayisə edilən modelləşdirir arasındaki en aşağı dəyərlərdir. Sayısal cədvəl ilə sözlü ifade arasındaki bu fərqlilık sessizce göz ardı edilmemelidir.

Əsas metodsel sınır: Mövcud şasi üçün modal və tədqiqat titreşimi ölçmələri fiziksel deneylere dayanmaktadır. Buna karşılık optimizasyonla elde edilen yekun yeni geometrinin gerilme təsdiqləməsı sonlu eleman dinamik simülasyonuyla realleştirilmiştir. Tədqiqat optimize edilmiş şasinin uzun dörütubətli fiziksel yorulma deneyi, seri istehsal sahə testi və ya birbaşa kumaş kalite performansı təsdiqləməsını raporlamamaktadır.


Paylaşın:

Şərhlər yoxlandıqdan sonra yayımlanır.Şərhiniz təsdiq prosesinə daxil ediləcək və uyğun hesab olunduqda görünəcək.

Şərh yazın

E-poçt ünvanınız yayımlanmayacaq. Məcburi sahələr * ilə işarələnib

Your experience on this site will be improved by allowing cookies Cookie Policy