دانلود رایگان ترجمه مقاله هندسه بهینه چرخ دنده با BEM برای استرس فیلت حداقل – ASME 2016

مقالات انگلیسی و ترجمه های فارسی رایگان با فرمت PDF آماده دانلود رایگان میباشند

همچنین ترجمه مقاله با فرمت ورد نیز قابل خریداری و دانلود میباشد

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

فهرست مقاله:

1-مقدمه

2- مدل سازی چرخ دندنه بدون بعد

3-مدل سازی تنش با استفاده از جداول تنش

4-فرمولاسیون تابع هدف

5-نتایج و بحث

6-نتیجه گیری

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

1-مقدمه
پیشرفت ها در زمینه مکانیک محاسباتی و بهینه سازی ساختاری منجر به توسعه فنون مدل سازی عددی شده است که در زمینه های تولید چرخ دندانه برای تولید طرح های بهینه جفت چرح دندانه های خاص استفاده شده اند( لیتوین 1). با این حال گفته می شود که( سیواندرلی 2) خاطر نشان کرده است که چون پارامتر های طراحی هر یک از چرخ دنده ها بسیار زیاد هستند، بهینه سازی زمان واقعی نیازمند تحلیل تنش عددی در هر مرحله بوده و می تواند غیر ممکن باشد. به منظورمقابله با این اختلاف، محققان از فرمول تجربی استفاده کرده و یا مسئله را با فرض بار گذاری در بالای دندانه ها ساده سازی کرده اند و در صورتی که دندانه های غیر استاندارد مطالعه شوند، منجر به نتایج غیر قابل اطمینانی می شوند.
این مقاله به معرفی یک مفهوم جدید در مدل سازی دنده با استفاده از نسبت تماس جفت دنده برای تعیین نقطه کاربرد بار می پردازد، مسئله ای که با دندانه های بدون بعد و با استفاده از همه ویژگی های هندسی دنده در نسبت تماس جفت ساده شده و موجب کاهش تعداد کل پارامتر ها از هفت به سه می شود. هر یک از چرخ دنده ها به طور هندسی مدل سازی شده و در نقاط مختلف متناظر با مقادیر مختلف نسبت تماس برای محاسبه تنش ریشه ای ماکزیمم بار گذاری می شود. مقادیر حاصله در یک جدول تنش قرار می گیرد که مشخص کننده تعداد معینی از دندانه ها و چرخ دنده ها است که در الگوریتم بهینه سازی قرار می گیرد و در آن همه مقادیر متوسط را می توان با میان یابی انواع جدولی محاسبه کرد.
ر.ش مدل سازی جدید امکان بهبود زمان محاسبه را بر خلاف فنون استاندارد می دهد. به علاوه، به دلیل مفهوم جدول تنش، آن را می توان به شکلی مدولار در هر مسئله ای که نیازمند محاسبه تنش فیلت است محاسبه کرد. در نهایت، نتایج با استفاده از فتو الاستیسیته دو بعدی بر روی مدل های دندانه چرخ دنده پلاستیکی تایید شد.

6-نتیجه گیری
در این مقاله مفاهیم چرخ دندانه های بدون بعدی و جداول تنش معرفی شده و برای بهینه سازی تنش با الکوریتم پیچیده استفاده شد. روش پیشنهادی برای مدل سازی موجب کاهش زمان محاسباتی در مقایسه با سایر روش های موجود با کاهش تعداد کل متغیر های طراحی می شود. به جای مدل سازی چرخ دنده عقب بار گذاری شده و اجرای BEA برای محاسبه تنش ریشه ماکزیمم در هر مرحله از روش بهینه سازی، تنش با استفاده از مقادیر تعیین شده محاسبه می شود که قبلا با استفاده از BEM بر روی مدلهای بدون بعد متناظر با ترکیب متفاوتی از پارامتر های طراحی محاسبه شده است. الگوریتم پیچیده برای بهینه سازی استفاده شدهو تنش های ریشه ای چرخ دنده های بهینه با تنش های دندانه های استاندارد برای گشتاور انتقالی مقایسه می شوند. کاهش در تنش به این طریق می تواند بدست بیاید. این کاهش در تنش را می توان به طور آزمایشی با فتوالاستیسیته دو بعدی تایید کرد. از این روی، مدل پیشنهادی یک ابزار ساده را برای حل مسائل بهینه سازی و محاسبه تنش های چرخ دنده ارایه می کند.

بخشی از مقاله انگلیسی:

1 Introduction

The advances in the field of computational mechanics and structural optimization have led to the development of numerical modeling techniques, which have been used in gearing applications to produce optimized designs of specific gear pairs Litvin
1. However, it is admitted Ciavarella
2 that since the design parameters of each individual gear are many, true real-time optimization requiring numerical stress analysis at every iterative step is practically impossible. In order to cope with this discrepancy, researchers resort to the use of empirical formulas Pedrero
3, or further simplify the problem by assuming loading at the tip of the tooth Rogers
4, yielding unreliable results when nonstandard teeth are studied. This paper introduces a new concept in gear modeling by using the contact ratio of a gear pair for the determination of the point of load application. Instead of using the standard design parameters, the problem is simplified by using dimensionless teeth and by incorporating all the geometrical characteristics of the mating gear in the contact ratio of the pair, thus reducing the total number of parameters from seven to three. Each gear is thus geometrically modeled and consequently loaded at different points corresponding to different values of the contact ratio
 and subsequently B.E.A. follows to calculate the maximum root stress. The resultant values are tabulated in a “stress table” characterizing a given number of teeth, which can be readily included in an optimization algorithm, where all the required intermediate values can be quickly calculated by interpolation of the tabulated ones. The new modeling technique offers improved accuracy and significantly smaller calculation times as opposed to the standard techniques employed. Moreover, owing to the concept of the “stress table,” it can be readily synthesized in a modular way in any problem requiring the calculation of the maximum fillet stress. Finally the results are verified using two-dimensional photoelasticity on polycarbonate plastic gear-tooth models.

6 Conclusions

In this paper the concepts of the nondimensional gears and the stress tables have been introduced and used for gear stress optimization with the Complex algorithm. The nondimensional gears are used in order to decrease the total number of the optimization parameters by introducing the contact ratio of the pair as the parameter defining completely the point of loading. This reduction in the number of parameters enabled the tabulation of the maximum root stress developed on each nondimensional gear with a given number of teeth for different values of addendum modification, pitch thickness and contact ratio using BEM. During the iterative optimization procedure, the stress values for different combinations of the geometrical parameters of the conjugate gears of the pair were calculated from interpolation of the tabulated values at high speed and with satisfactory accuracy. In this way, the run time decreased dramatically in the order of 8000 times compared to the standard approach without any effect on the accuracy. Therefore, the proposed modeling provides the design engineer with a fast, productive, reliable, and easy to implement tool for solving gear stress optimization problems and calculating gear stresses at cases not covered satisfactorily by the existing standards.