مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بهینه‌سازی پارتویی گسسته-پیوسته‌ی گیربکس اصلی هلیکوپتر سیکورسکی ASH-3D

نویسندگان
1 هیئت علمی، دانشگاه تبریز
2 دانشجو، دانشگاه تبریز
چکیده
امروزه بهینه‌سازی یکی از موضوعات مهم در علوم مهندسی و صنعت بوده و برای رقابت در عرصه‌ی طراحی و تولید، استفاده از این روش در طراحی تمامی قطعات مکانیکی امری حیاتی است. از این رو می‌بایست به‌دنبال طرحی بهینه بود که در عین سادگی، امکان تولید داشته باشد. در صنایع هوافضا دو مسئله‌ی وزن و عمر قطعات بسیار حائز اهمیت هستند و از آنجایی‌که گیربکس یکی از مهم‌ترین بخش‌ها در سیستم پیشرانه‌ی هلیکوپتر می‌باشد مسئله‌ی بهینه‌سازی وزن و اطمینان از استحکام خستگی آن از اهمیت دوچندان برخوردار می‌شود. طرح‌های موجود بیشتر برمبنای یکی از این اهداف ارائه شده‌اند اما در واقع طرحی بهینه خواهد بود که هدف‌های مختلف را دربر گیرد. از این‌رو در این مقاله، مقادیر مناسب پارامترهای طراحی شامل مدول عمودی و عرض چرخدنده‌های گیربکس اصلی هلیکوپتر سیکورسکی ASH-3D با استفاده از بهینه‌سازی چندهدفه‌ی گسسته-پیوسته‌ی ترکیبی در جهت طراحی بهینه‌ی گیربکس از نظر کاهش وزن، افزایش ضریب اطمینان کمینه و کاهش اختلاف ضرایب اطمینان بیشینه و کمینه‌ی مجموعه‌ی چرخدنده‌ها تعیین شده و در نهایت نیز نتایج با طرح تولیدشده توسط سیکورسکی مقایسه شده است. نتایج به‌دست‌آمده در بهینه‌سازی تک‌هدفه حاکی از کاهش 24/27 درصدی جرم چرخدنده‌های طرح بهینه در مقایسه با گیربکس صنعتی به‌کاررفته در هلیکوپتر سیکورسکی ASH-3D می‌باشند. نتایج بهینه‌سازی‌های دوهدفه و سه‌هدفه نیز به‌صورت جبهه‌ی پارتو ارائه شده‌اند و جواب‌هایی با حالات حدی به‌عنوان نمونه آورده شده‌اند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Pareto discrete- continuous optimization of Sikorsky ASH-3D helicopter main gearbox

نویسندگان English

Farid Vakil-Tahami 1
Reza Hassannejad Qadim 1
Akbar Rasoulian 2
1 Associate professor, University of Tabriz
2 Student, University of Tabriz
چکیده English

Nowadays, optimization is becoming one of the most important techniques in engineering and industry to provide competing products in design and manufacturing. Therefore, it is a necessity to search for optimum designs with productibility. In aerospace industry reducing weight and improving reliability of the products are major concerns. As regards the gearbox is one of the most important parts in the helicopter propulsion system, these objects should be more considered. However, most of the existing designs consider only one object, hence, it is vital to implement optimization techniques to include different objectives to improve the existing designs and provide optimum products. In this paper, optimum design parameters including module and face width of gears for the main gearbox of Sikorsky ASH-3D helicopter have been determined (modified) using single and multi-objective mixed discrete- continuous optimization method to minimize weight of the gearbox, increase the safety factor and reduce the difference between safety factors of different gears. The results show that the weight of the gears can be reduced by 27.24% comparing with the existing gearbox. The results of the multiobjective optimization have also been presented as Pareto front diagram wich can be used by the manufacturers to satisfy the prefered requiments.

کلیدواژه‌ها English

Helicopter Gearbox
Fatigue
Weight
Discrete- Continuous Multi-Objective Optimization
Pareto front