Ин таҳқиқот ларзиши шасси ва ҷамъшавии шиддатро дар дастгоҳҳои бофандагии ҳавоии босуръат омӯхта, параметрҳои асосии геометрии шассиро оптимизатсия мекунад. Муҳаққиқон дар шассии воқеии дастгоҳ озмоиши болғаи модалӣ ва ченкуниҳои ларзиши кориро анҷом дода, борҳои динамикии ченшударо ба таҳлили унсурҳои ниҳоӣ интиқол додаанд ва сипас робитаи байни шаш параметри ғафсии шасси ва шиддати эквивалентиро бо модели ҷойгузини асосёфта ба BA-HHO-SVR моделсозӣ кардаанд. Дар таҷрибаҳо маълум шуд, ки тақрибан дар суръати кори 900 r/min афзоиши ларзиш равшантар мешавад ва дар ин шароит шиддати максималии эквивалентии модели ибтидоӣ 36,992 MPa мебошад. Пас аз оптимизатсияи BA-HHO-SVR, дар тасдиқи унсурҳои ниҳоӣ шиддати максималӣ то 32,933 MPa коҳиш ёфтааст; таҳқиқот инро ҳамчун коҳиши %10,9 гузориш кардааст. Аммо тасдиқи ниҳоии геометрияи оптимизатсияшуда ба симулятсияи унсурҳои ниҳоӣ асос ёфтааст; таҳқиқот устувории дарозмуддати шассии оптимизатсияшуда дар шароити воқеии истеҳсолӣ ё беҳбудии сифати матоъро мустақим насанҷидааст.

Шасси системаи асосии сохториест, ки борҳои динамикии аз механизмҳои гуногуни ҳаракаткунандаи дастгоҳи бофандагии ҳавоӣ сарчашмагирифтаро мебардорад. Дар таҳқиқот механизми пайванди раҳо кардани тори асосӣ, механизми кушодани даҳона, системаи асои пайвасткунанда ва механизми зарбаи батан ҳамчун манбаъҳои асосии ларзиш баррасӣ шудаанд. Бо баланд шудани суръати гардиш, шитоби ларзиш дар чор нуқтаи арзёбӣ зиёд шудааст; махсусан ларзиши самти Y дар қисми ақиб нисбат ба қисми пеш равшантар шудааст.

Дар тасдиқи модел натиҷаҳои модалии таҷриба ва унсурҳои ниҳоӣ мустақим муқоиса шудаанд. Басомади табиии аввал дар симулятсия 20,628 Hz, дар таҷриба 18,515 Hz; басомади табиии дуюм мутаносибан 32,861 ва 29,323 Hz; басомади табиии сеюм бошад 59,674 ва 57,571 Hz ёфт шудааст. Шаклҳои шаш модаи аввал ва арзёбии Modal Assurance Criterion (MAC) хулосаи онро дастгирӣ карданд, ки модели динамикии истифодакардаи муҳаққиқон рафтори системаи таҷрибавиро бо наздикии кофӣ ифода мекунад.

Аз нуқтаи назари Туркия, таҳқиқот тасдиқи мустақими дастгоҳи маҳаллӣ ё хатти истеҳсолӣ нест. Бо вуҷуди ин, равиши истифодашуда як усули амалии муҳандисиро пешниҳод мекунад, ки нишон медиҳад дар шассиҳои мошинҳои бофандагӣ санҷиши модалӣ, ченкунии ларзиш, таҳлили унсурҳои ниҳоӣ ва оптимизатсияи параметрҳои асосёфта ба додаҳо чӣ гуна якҷоя иҷро шуда метавонанд. Азбаски геометрияҳои гуногуни дастгоҳҳо, маводҳои истифодашуда, сахтии пайвастҳо, суръатҳои корӣ, таҳкурсӣ ва шароити демпфиронӣ дар Туркия метавонанд яксон набошанд, ба ҷойи интиқоли мустақими ғафсиҳои оптималии гузоришшуда ба мошини дигар бояд дар ҳамон мошин ченкунӣ ва тасдиқи нав анҷом дода шавад.

Мушкилоти асосии таҳқиқот чист?

Ҳангоми баланд шудани суръати истеҳсол дар дастгоҳи бофандагии ҳавоӣ, шассии дастгоҳ зери борҳои доимӣ ва мураккаби динамикӣ кор мекунад. Гардиши меҳвари асосӣ, тағйироти ҷараёни ҳаво, ҳаракати пешу паси механизми батан, системаи кушодани даҳона ва ҳаракати унсурҳои гуногуни пайвасткунанда ба шасси қувваҳои такрориро интиқол медиҳанд. Агар сахтии шасси нокифоя бошад, на танҳо сатҳи ларзиш баланд мешавад; ҷамъшавии шиддат дар минтақаҳои пайвастшавӣ ва деформатсияи сохторӣ низ метавонанд зиёд шаванд.

Фосилаи таҳқиқотӣ, ки ин кор ба он тамаркуз мекунад, ба ҷойи танҳо динамикаи зерсистемаҳои ҳаракаткунандаи дастгоҳи бофандагӣ, омӯзиши рафтори динамикии шассиест, ки тамоми дастгоҳро дар шароити корӣ бо таҷриба, модели унсурҳои ниҳоӣ ва алгоритми оптимизатсия якҷоя мебардорад.

Шасси чӣ гуна моделсозӣ шудааст?

Панелҳои деворӣ ва болорҳо бо SolidWorks 2022 моделсозӣ шуда, сохтори сеченака ба муҳити ANSYS Workbench 2022R2 интиқол дода шудааст. Дар панелҳои деворӣ, болорҳо ва ҷузъҳои дигар мутаносибан маводҳои Q345B, HT300 ва QT500-7 истифода шудаанд. Баъзе сӯрохҳои хурд ва аз ҷиҳати шиддат аҳамияти камдошта барои коҳиш додани бори ҳисоббарорӣ аз модел хориҷ карда шудаанд.

Дар пайвастҳои муҳими болор ва нуқтаҳои татбиқи бор андозаи шабака то 10 mm майда карда шуда, дар минтақаҳои дигар 15 mm истифода шудааст. Модели аз унсурҳои тетраэдрӣ сохташуда тақрибан 120.000 унсур ва 250.000 гиреҳро дар бар мегирад.

Модели унсурҳои ниҳоӣ бо таҷриба чӣ гуна санҷида шуд?

Сӯрохҳои болтие, ки шассиро ба замин мепайванданд, пурра маҳдуд шуда, барои ба даст овардани басомадҳои табиӣ усули Block Lanczos истифода шудааст. Дар баробари ин, шассии воқеӣ ба платформаи озмоишии пӯлод бо болтҳо баста шуда, барои ифодаи ҳолати воқеии кор дар зери он демпферҳои ларзиш гузошта шудаанд.

Дар таҷрибаи модалӣ болғаи зарбаи PCB 086D20 ва акселерометрҳои се меҳвари PCB TLD356A16 истифода шудаанд. Дар маҷмӯъ 16 сенсор навбат ба навбат дар нуқтаҳои гуногуни ченкунӣ татбиқ шудаанд. Додаҳо бо системаи LMS SCADAS Mobile SCM05 ҷамъ оварда шуданд; басомади намунагирӣ 1024 Hz ва давомнокии сабти ҳар санҷиш 15–20 сония муайян карда шудааст. Дар ҳар нуқтаи ченкунӣ панҷ зарбаи эътиборноки болға дода шуда, дар функсияҳои ҷавоби басомад миёнаи хаттӣ истифода шудааст. Шаш модаи аввал бо алгоритми PolyMax муайян шудаанд.

Дар модаи аввал деворҳои паҳлуӣ дар самти Y меларзанд, болорҳои болоӣ бо деворҳо дар як фаза ҳаракат карда, дар болорҳои поёнӣ деформатсияи хурдтар дида шудааст. Дар модаи дуюм болори поёнӣ дар самти X рафтори хамшавии пешу пас нишон додааст. Дар модаи сеюм бошад хамшавии амудӣ дар самти Z дар болорҳои болоӣ ва поёнӣ бартарӣ дошт.

Муҳаққиқон баландтар будани басомадҳои табиии симулятсия нисбат ба басомадҳои таҷрибавӣ дар модаҳои аввалро бо он шарҳ додаанд, ки модели хаттӣ демпфиронӣ ва талафоти энергияи ғайрихаттии сохтори воқеиро пурра ифода намекунад. Қиматҳои хатои шаш мода байни −%12,9 ва %10,7 мебошанд. Илова бар ин, наздик будани унсурҳои диагоналии матритсаи MAC ба 1 ва унсурҳои ғайридиагоналӣ ба 0 ҳамчун мувофиқати баланди шаклҳои модаи таҷрибавӣ ва ҳисобшуда тафсир шудааст.

Бо баланд шудани суръати кор ларзиш чӣ гуна тағйир ёфт?

Ларзиши корӣ дар фосилаи 600–1000 r/min омӯхта шудааст. Чор нуқтаи арзёбӣ дар минтақаҳои пеш-чап, пеш-рост, ақиб-чап ва ақиб-рости шасси интихоб шуда, шитобҳои RMS-и ларзиш дар меҳварҳои X, Y ва Z арзёбӣ шудаанд.

Дар ҳамаи нуқтаҳои арзёбӣ бо баланд шудани суръати гардиш ларзиш зиёд шудааст. Тағйироте, ки муҳаққиқон махсус таъкид кардаанд, тақрибан дар 900 r/min рух додааст: каҷҳои афзоиши RMS аз ин нуқта ба баъд нишебтар шудаанд. Дар қисми ақиб ларзиши самти Y бартарӣ дорад. Масалан, дар 1000 r/min шитоби RMS-и самти Y дар нуқтаи ченкунии ақиб-чап тақрибан ба 8,0 m/s² наздик шудааст. Ин қимат бузургиест, ки тақрибан аз график хонда шудааст; набояд ҳамчун қимати дақиқи ҷадвалӣ арзёбӣ шавад.

Дар қисми пеш ларзишҳои самтҳои X ва Y ба ҳам наздик буданд, аммо пас аз 900 r/min ҷузъи самти X каме бартарӣ пайдо кардааст. Дар таҳқиқот ин ҳолат бо таъсири инерсионии ҳаракати пешу паси механизми батан алоқаманд карда шудааст.

Ченкуниҳои воқеии ларзиш чӣ гуна ба бори симулятсия табдил дода шуданд?

Яке аз хусусиятҳои муҳими методологии таҳқиқот ин аст, ки додаҳои таҷрибавии шитоб ба таҳлили унсурҳои ниҳоӣ ҳамчун шарти оддии сарҳадии шитоб мустақим дода нашуда, аввал тавассути ҳалли баръакси динамикаи бисёрҷисмӣ ба қувваҳои берунии динамикӣ табдил дода шудаанд.

Робитаи кинематикии байни шитоби мутлақи нуқтаи ченкунӣ ва координатаҳои умумӣ чунин дода шудааст:

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

Дар ин ҷо \(a_{\mathrm{meas}}(t)\) шитоби дар таҷриба ченшударо, \(J(q)\) матритсаи Jacobian-и нуқтаи ченкунӣ нисбат ба координатаҳои умумиро ва \(q\), \(\dot q\), \(\ddot q\) мутаносибан мавқеъ, суръат ва шитоби умумиро ифода мекунанд.

Бо истифода аз траекторияҳои маълуми ҳаракат, шитоби умумӣ аз робитаи баръакси зерин ҳисоб шудааст:

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

\(J^{+}\) псевдо-баръакси матритсаи Jacobian-ро ифода мекунад, ки дар ҳалли least-squares истифода мешавад.

Сипас муодилаҳои динамикаи бисёрҷисмии система:

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

ва муодилаи маҳдудият:

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

ифода шудаанд. Дар ин ҷо \(M(q)\) матритсаи масса, \(\Phi_q\) Jacobian-и маҳдудият, \(\lambda\) реаксияҳои маҳдудият, \(Q\) қувваҳои Coriolis, марказгурез, демпфиронӣ ва дигар қувваҳои дохилӣ, \(F_{\mathrm{ext}}\) бошад қувваи берунии динамикии ҷустуҷӯшавандаро нишон медиҳад.

Ҳамин тавр, барангезиши берунӣ:

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

ба таври баръакс ҳал шуда, ба нишастгоҳҳои подшипник ва нуқтаҳои муҳими пайвастшавӣ татбиқ шудааст. Ин ҳисобҳо дар муҳити MATLAB R2024a иҷро шудаанд.

Шиддат ва деформатсия дар куҷо ҷамъ шудаанд?

Дар ҳалли динамикии унсурҳои ниҳоӣ дар шароити 900 r/min шиддати максималии эквивалентии шасси 36,992 MPa ёфт шудааст. Минтақаи аз ҳама муҳим пайвастшавии болори поёнии ақиб бо панели девории чап мебошад. Таҳқиқот мегӯяд, ки дар ин минтақа якҷо шудани ларзишҳои аз асои пайвасткунанда ва қуттии кам сарчашмагирифта бори механикиро зиёд мекунад.

Минтақаҳои шиддати баланд дар панели деворӣ махсусан дар атрофи сӯрохҳои ҷойгиркунии меҳвари батан ва қуттии кам ба вуҷуд омадаанд. Дар рафтори умумии деформатсия шасси ба паҳлӯ ларзида, бо зиёд шудани баландии панели деворӣ деформатсия равшантар шудааст. Деформатсияи максималии панели деворӣ дар минтақаи болоӣ дида шудааст.

Бо баланд кардани суръати кор аз 600 то 1000 r/min ҳам шиддати максималӣ ва ҳам деформатсия зиёд шудаанд. Муҳаққиқон шароити 900 r/min-ро аз сабаби равшантар шудани нишебии афзоиш ва рафтори ларзишии алоқаманд бо басомади табиӣ ҳамчун шароити асосии кор барои оптимизатсияи минбаъдаи сохторӣ интихоб кардаанд.

Чаро BA-HHO-SVR истифода шудааст?

Барои ҳар як комбинатсияи эҳтимолии параметрҳои геометрии шасси анҷом додани таҳлили муфассали динамикии унсурҳои ниҳоӣ аз ҷиҳати ҳисоббарорӣ гарон аст. Аз ин рӯ, муҳаққиқон модели ҷойгузине сохтанд, ки робитаи ғайрихаттии байни шаш параметри геометрии вурудӣ ва шиддати эквивалентиро омӯхта метавонад.

Аввал Back Propagation Neural Network (BPNN), Random Forest (RF) ва Support Vector Regression (SVR) муқоиса шудаанд. Дар байни моделҳои асосӣ SVR дар маҷмӯи тест бо \(R^2=0,8265\) баландтарин қиматро додааст. Сипас гиперпараметрҳои SVR бо GA, PSO, HHO ва усулҳои такмилёфтаи BA-HHO оптимизатсия шудаанд.

Робитаи асосии регрессияи SVR дар таҳқиқот:

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

дода шудааст. Дар ин ҷо \(x\) тағйирёбандаҳои вурудӣ, \(\phi(x)\) табдил ба фазои хусусиятҳои баландандоза, \(\omega\) вектори вазн ва \(b\) аъзои bias-ро ифода мекунад.

Дар оптимизатсияи SVR мувозинат байни таҳаммулпазирии хато ва мураккабии модел тавассути коэффициенти ҷарима \(C\), таҳаммулпазирии epsilon \(\varepsilon\) ва параметри kernel \(\gamma\) назорат шудааст.

BA-HHO чӣ тағйирот ворид кардааст?

Дар равиши такмилёфтаи Harris Hawks Optimization барои пешгирӣ аз паҳншавии аз ҳад зиёди популятсияи ибтидоӣ дар тамоми диапазон, диапазони аввали ҷустуҷӯ то %50-и диапазони умумӣ танг карда шудааст:

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

Ба ҷойи он ки як шахси беҳтарин тамоми популятсияро роҳнамоӣ кунад, %30-и болоии шахсони беҳтарин ҳамчун гурӯҳи элитаи шоҳинҳо нигоҳ дошта шудааст. Бо пешрафти итератсия андозаи қадами маҳаллӣ:

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

ва шиддати ҷустуҷӯ:

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

кам карда шудаанд.

Шахсони элита дар атрофи мавқеи худ ҷустуҷӯи дақиқ анҷом дода, шахсони оддӣ ба самти ҳалли элитаи тасодуфӣ интихобшуда роҳнамоӣ шудаанд; гурӯҳи бадтарин %20 бошад бо вариантҳои mutation-и шахсони элита иваз шудааст. Ҳадаф ҳам кам кардани дармондани бармаҳал дар оптимуми маҳаллӣ ва ҳам гузариш ба ҷустуҷӯи дақиқи параметрҳо дар марҳилаҳои ниҳоӣ мебошад.

Кадом параметрҳои шасси оптимизатсия шуданд?

Шаш тағйирёбандаи геометрӣ ҳамчун вуруд интихоб шудаанд:

• T1: ғафсии болори болоии ақиб,
• T2: ғафсии болори болоии пеш,
• T3: ғафсии болори поёнии ақиб,
• T4: ғафсии болори поёнии пеш,
• T5: ғафсии такягоҳи миёна,
• T6: ғафсии плитаи такягоҳи меҳвари батан/зарба.

Комбинатсияҳои параметрҳо, ки бо Central Composite Design ва тарҳи оптималии Variance Inflation Factor сохта шудаанд, дар ANSYS динамикӣ таҳлил шуда, шиддатҳои эквивалентии мувофиқ ба маҷмӯи додаҳо табдил дода шудаанд. Дар таҳлили gray relational ҳамаи шаш тағйирёбанда бо шиддати эквивалентӣ робитаи баланд нишон дода, ҳамчун вуруди модел нигоҳ дошта шудаанд.

Муваффақияти пешгӯии модел чӣ қадар аст?

BA-HHO-SVR дар байни моделҳои муқоисашуда баландтарин R² ва пасттарин RMSE ва MAE-ро додааст. Дар графики намунаҳои пешгӯии таҳқиқот нишон дода шудааст, ки қиматҳои пешгӯӣ ва истинод ба ҳам наздик ҳаракат мекунанд ва таносубҳои хатои гузоришшуда дар ҳудуди ±%2 боқӣ мондаанд.

Дар ин ҷо ёддошти муҳими манбаъ вуҷуд дорад: дар бахши натиҷаҳо навишта шудааст, ки ин се метрикаи иҷроиш “баландтарин қиматҳо” мебошанд. Тибқи Ҷадвали 6 ҳолати дурусти миқдорӣ чунин аст: R² баландтарин, дар ҳоле ки ченакҳои хато RMSE ва MAE пасттарин мебошанд. Дар ин мақола ҷадвали ададӣ асос гирифта шудааст ва ифодаи манбаъ хомӯшона ба бозёфти дигар табдил дода нашудааст.

Дар натиҷаи оптимизатсия кадом геометрия ёфт шуд?

Дар тасдиқи динамикии унсурҳои ниҳоӣ бо параметрҳои пешниҳодкардаи BA-HHO-SVR, шиддати максималии эквивалентӣ 32,933 MPa ҳисоб шудааст. Азбаски пешгӯии модел 33,0248 MPa буд, таҳқиқот фарқи пешгӯӣ-симулятсияро %0,28 гузориш мекунад.

Бо вуҷуди ин, дар манбаъ масъалаи равшани диапазони параметрҳо мавҷуд аст. Дар ҷадвали тарҳи панҷсатҳӣ қиматҳои максималии T1–T6 мутаносибан 16, 12, 12,5, 13,5, 100 ва 25 mm мебошанд, дар ҳоле ки ҳамаи қиматҳои оптималии гузоришшудаи BA-HHO-SVR каме аз ин сатҳҳо болотаранд. Таҳқиқот алоҳида шарҳ намедиҳад, ки ин баромадан аз диапазон аз оптимизатсияи пайваста, rounding ё таърифи дигари сарҳад ба вуҷуд омадааст. Аз ин рӯ, параметрҳои оптималӣ бояд ҳамон тавре ки дар таҳқиқот гузориш шудаанд, нигоҳ дошта шаванд ва набояд фарз карда шавад, ки ҳудуди тарҳи истеҳсолӣ ҳатман ин қиматҳоро фаро мегирад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Модели модалии унсурҳои ниҳоии шассии дастгоҳи бофандагии ҳавоии баррасишуда бо таҷрибаи физикии модалӣ дар сатҳи қобили қабул мувофиқат кардааст.
• Дар диапазони кори 600–1000 r/min бо баланд шудани суръат сатҳи ларзиш дар чор нуқтаи арзёбӣ зиёд шудааст.
• Дар системаи баррасишуда минтақаи тақрибан 900 r/min бо афзоиши равшани ҷавоби динамикӣ алоқаманд шудааст.
• Дар шароити 900 r/min шиддати максималии эквивалентии шассии ибтидоӣ 36,992 MPa ҳисоб шуда, минтақаи муҳим пайвастшавии болори поёнии ақиб–панели девории чап муайян шудааст.
• Дар байни моделҳои пешгӯии муқоисашуда BA-HHO-SVR баландтарин R² ва пасттарин RMSE ва MAE-ро додааст.
• Дар тасдиқи унсурҳои ниҳоии геометрияи BA-HHO-SVR шиддати максималӣ то 32,933 MPa коҳиш ёфта, байни пешгӯӣ ва симулятсия фарқи %0,28 гузориш шудааст.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад ё насанҷидааст

• Нишон дода нашудааст, ки геометрияи оптималӣ барои ҳамаи дастгоҳҳои бофандагии ҳавоӣ оптимуми универсалӣ аст.
• Бо геометрияи нави оптимизатсияшудаи шасси таҷрибаи дарозмуддати физикии истеҳсолӣ гузориш нашудааст.
• Санҷида нашудааст, ки коҳиши %10,9-и шиддат мустақиман бо фоизи муайян сифати матоъро беҳтар мекунад.
• Муайян нашудааст, ки тарҳи оптимизатсияшуда умри хастагиро ба кадом андоза зиёд мекунад.
• Аз ин як масъала хулоса баровардан мумкин нест, ки BA-HHO-SVR дар ҳамаи масъалаҳои оптимизатсияи муҳандисӣ аз дигар алгоритмҳо бартарӣ дорад.
• Қиматҳои геометрии оптималии гузоришшударо ба андозаҳои гуногуни дастгоҳ, мавод ё шароити корӣ мустақим интиқол додан мумкин нест.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Занҷири кори таҷрибавӣ ва ададӣ

1. Тарҳи геометрии шассии дастгоҳи бофандагии ҳавоӣ сохта шуд.
2. Дар муҳити ANSYS Workbench модели унсурҳои ниҳоӣ бо тақрибан 120.000 унсур ва 250.000 гиреҳ сохта шуд.
3. Бо усули Block Lanczos таҳлили модалӣ анҷом дода шуд.
4. Дар шассии воқеӣ бо болғаи зарба ва акселерометрҳои се меҳвар таҷрибаи модалӣ анҷом дода шуд.
5. Шаш басомади табиии аввал ва шаклҳои мода муқоиса шуданд; бо матритсаи MAC мувофиқати модалӣ арзёбӣ шуд.
6. Дар диапазони кори 600–1000 r/min ларзишҳо дар чор нуқтаи муҳими шасси чен карда шуданд.
7. Шитобҳои таҷрибавӣ тавассути ҳисоби баръакси динамикаи бисёрҷисмӣ ба қувваҳои берунии барангезиш табдил дода шуданд.
8. Ин қувваҳо ба модели унсурҳои ниҳоӣ татбиқ шуда, минтақаҳои шиддат ва деформатсия муайян гардиданд.
9. Барои шаш параметри ғафсии геометрӣ маҷмӯи додаҳои параметрӣ тавлид шуд.
10. Моделҳои асосии BPNN, RF ва SVR муқоиса шуданд.
11. SVR бо GA, PSO, HHO ва BA-HHO-и такмилёфта оптимизатсия шуд.
12. Бо BA-HHO-SVR комбинатсияи параметрҳо бо ҳадафи шиддати минималӣ муайян шуд.
13. Геометрияи пешниҳодшуда боз бо симулятсияи динамикии унсурҳои ниҳоӣ тасдиқ шуд.

Параметрҳои санҷиши модалӣ

Ларзиши корӣ ва ҳолати муҳим

Озмоишҳои ларзиш сатҳҳои кори 600, 700, 800, 900 ва 1000 r/min-ро фаро гирифтаанд. Бо баланд шудани суръат шитоби RMS дар самтҳои X, Y ва Z зиёд шудааст. Дар нуқтаҳои арзёбии ақиб махсусан самти Y бартарӣ пайдо карда, муҳаққиқон минтақаи кори тақрибан 900 r/min-ро ҳамчун шароити муҳими ларзиш, ки бо басомади табиӣ алоқаманд аст, арзёбӣ кардаанд.

Дар таҳлили динамикӣ барои 900 r/min:

• шиддати максималии эквивалентии ибтидоӣ: 36,992 MPa,
• минтақаи муҳими шиддат: пайвастшавии болори поёнии ақиб–панели девории чап,
• минтақаҳои муҳими панели деворӣ: сӯрохи ҷойгиркунии меҳвари батан ва атрофи қуттии кам,
• рафтори деформатсия: ларзиши асосан паҳлуии шасси ва зиёд шудани деформатсия дар қисми болоии панели деворӣ.

Сохтори додаҳои омӯзиши мошинӣ

Вурудҳои модел аз шаш параметри геометрӣ ва баромад аз шиддати эквивалентӣ иборат буданд. Маҷмӯи додаҳо ба таври тасодуфӣ ба %70 омӯзиш ва %30 тест тақсим шудааст.

Параметрҳои ибтидоии SVR:

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

Дар оптимизатсияи HHO-SVR ва BA-HHO-SVR популятсия 20 ва шумораи максималии итератсияҳо 200 истифода шудааст. Диапазонҳои параметрҳои оптимизатсияшавандаи SVR:

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

Меъёрҳои арзёбии модел

Коэффисиенти муайянкунӣ:

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

Хатои миёнаи мутлақ:

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

Решаи хатои миёнаи квадратӣ:

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

Дар ин меъёрҳо \(R^2\)-и баландтар мувофиқати баландтари пешгӯиҳоро аз ҷиҳати variance-и шарҳдодашуда, MAE ва RMSE-и пасттар бошад кам шудани хатои ададии пешгӯиро ифода мекунад. Барои BA-HHO-SVR дар манбаъ \(R^2=0,9906\), RMSE = 0,1798 ва MAE = 0,1419 гузориш шудааст.

Тасдиқи унсурҳои ниҳоии тарҳи оптималӣ

Дар ин муқоиса BA-HHO-SVR ҳам пасттарин шиддати максималии эквивалентии тасдиқшуда ва ҳам пасттарин нисбати хатои гузоришшуда байни пешгӯӣ ва симулятсияро таъмин кардааст. Натиҷаи симулятсияи 32,933 MPa дар муқоиса бо 36,992 MPa-и модели ибтидоӣ аз ҷониби таҳқиқот ҳамчун коҳиши %10,9-и шиддати максималӣ ҳисоб шудааст.

Бо вуҷуди ин, тасдиқ озмоиши такрории дарозмуддати боргузорӣ дар прототипи физикии геометрияи оптимизатсияшуда нест. Тасдиқи марҳилаи ниҳоӣ ҳисоби динамикии унсурҳои ниҳоӣ мебошад. Ин фарқ бояд ҳангоми тафсири эътимоднокии дарозмуддати натиҷа дар шароити воқеии истеҳсолӣ нигоҳ дошта шавад.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: Study of Dynamic Analysis and Structural Parameters Optimization of the Air-Jet Loom Frame System

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

Муаллифи масъул: Chengcheng Wang.

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

Маҷалла: Machines.

Ношир: MDPI.

Сабти библиографӣ: Machines 2026, 14, 640.

DOI: 10.3390/machines14060640.

Санаи нашр: 1 June 2026.

Навъи манбаъ ва ҳолати рецензия: Мақолаи аслии рецензияшудаи таҳқиқотӣ мебошад.

Пайванди расмии нашр:https://doi.org/10.3390/machines14060640

Иҷозатнома: Creative Commons Attribution (CC BY).

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

Дастрасии додаҳо: Муаллифон гузориш кардаанд, ки додаҳо бо дархост пешниҳод шуда метавонанд.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон изҳор кардаанд, ки бархӯрди манфиатҳо вуҷуд надорад.

Саҳми муаллифон: Jiacheng Zhou ва Zhuo Chen дар тарҳрезӣ/иҷрои симулятсия ва таҷрибаҳо ва навиштани лоиҳаи аввал; Shengli Lv, Libin Zhang ва Feng Hu дар идоракунии додаҳо ва таҳлилҳои таҷрибавӣ; Min Shen, Mingzhang Chen ва Fei Fan дар баррасии адабиёт ва истихроҷи додаҳо иштирок кардаанд. Lianqing Yu, Chengcheng Wang ва Xiaoshuang Xiong ба маблағгузории таҳқиқот ва таъмини таҷҳизоти таҷрибавӣ саҳм гузоштаанд. Дар манбаъ гуфта шудааст, ки ҳамаи муаллифон версияи нашршударо хонда ва тасдиқ кардаанд.

Бозёфтҳои илмӣ, қиматҳои ададӣ, тавсифҳои усул ва иҷрои алгоритмҳо дар ин мақолаи Verianla ба таҳқиқоти манбаи баррасишуда асос ёфтаанд. Ба ҷуз шахсияти библиографӣ, аз манбаъҳои беруна бозёфти нави таҷрибавӣ ё илмӣ илова нашудааст.

Ёддошти ҳадди параметр дар дохили манбаъ: Дар ҷадвали панҷсатҳии параметрҳои манбаъ қиматҳои максималии T1–T6 16, 12, 12,5, 13,5, 100 ва 25 mm мебошанд. Баръакс, оптимуми BA-HHO-SVR ҳамчун 16,1545; 12,0493; 12,5620; 13,6456; 100,8555 ва 25,1106 mm дода шудааст. Манбаъ сабаби ин баромадҳои хурд аз ҳудудро алоҳида шарҳ намедиҳад. Қиматҳо ҳамон тавре ки дар манбаъ гузориш шудаанд, нигоҳ дошта шудаанд.

Ёддошти ифодаи иҷроиш дар дохили манбаъ: Дар бахши натиҷаҳо ҳамаи қиматҳои R², RMSE ва MAE барои BA-HHO-SVR ҳамчун “баландтарин” тавсиф шудаанд. Дар Ҷадвали 6 R² баландтарин, аммо RMSE ва MAE пасттарин қиматҳо дар байни моделҳои муқоисашуда мебошанд. Ин фарқ байни ҷадвали ададӣ ва ифодаи шифоҳӣ набояд хомӯшона нодида гирифта шавад.

Ҳадди асосии методологӣ: Барои шассии мавҷуда ченкуниҳои модалӣ ва ларзиши корӣ ба таҷрибаҳои физикӣ асос ёфтаанд. Баръакс, тасдиқи шиддати геометрияи нави ниҳоӣ, ки бо оптимизатсия ба даст омадааст, бо симулятсияи динамикии унсурҳои ниҳоӣ анҷом дода шудааст. Таҳқиқот озмоиши дарозмуддати физикии хастагии шассии оптимизатсияшуда, санҷиши саҳроии истеҳсоли силсилавӣ ё тасдиқи мустақими кори сифати матоъро гузориш намекунад.