نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر

نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر

مدلسازی شاخص عیب در مکانیزم لنگ و لغزنده دارای مفاصل لق با استفاده از شبکه عصبیMLP بهینه شده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
2 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
3 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
10.22060/mej.2026.25598.7955
چکیده
مکانیزم‌ها به دلیل الزامات ساخت و مونتاژ، معمولا دارای لقی در مفاصل خود هستند و مقدار این لقی در حین کارکرد افزایش می‌یابد. اگر مقدار این لقی از حد مجاز بیشتر شود، سبب کاهش دقت، افزایش ارتعاشات و سروصدا و کاهش کارایی در سیستم خواهد شد. از این رو، شناسایی به‌موقعِ افزایش مقدار لقی در مفاصل به جهت ممانعت از اثرات مخرب و هزینه‌های فزاینده تعمیر و نگهداری امری ضروری است. در سال های اخیر استفاده از روش‌های پایش سلامت به دلیل اثربخشی و مقرون‌به‌صرفه بودن، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق به بررسی تاریخچه زمانی شتاب لینک‌ها (رابط‌ها)، به واسطه عملکرد یک مکانیزم لغزنده-لنگ دارای لقی شعاعی در مفاصل دورانی پرداخته می‌شود. در همین راستا و به منظور شناسایی عیب، شاخص جدیدی، مرتبط با روش‌های پایش غیرخطی از جمله مدولاسیون ارتعاشی-صوتی (VAM) و تولید هارمونیک‌های مرتبه بالا (HHG)، ارایه شده که براساس آن می‌توان وجود یا عدم وجود لقی را در مکانیزم پیش‌بینی نمود. در ادامه، به کمک دیتاهای جمع‌آوری شده و استفاده از شبکه عصبی پرسپترون چندلایه (MLP) ، آموزش شبکه برای مساله مورد بررسی و پیش‌بینی مقدار شاخص صورت گرفته است. همچنین ساختار شبکه عصبی با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات بهینه شده است. نتایج نشان می‌دهند شبکه بهینه شده به خوبی می-تواند شاخص موردنظر را براساس مقادیر ورودی‌ها پیش‌بینی نماید.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Modeling the Damage Index in a Slider-Crank Mechanism with Clearance Joints Using Optimized MLP Neural Networks

نویسندگان English

Seyed Hesam Zahabi Baboukani 1
Seyed Mojtaba Varedi Kulaee 2
Naserodin Sepehry 3
1 PhD Student, Faculty of Mechanical Engineering, Shahrood University of Technology
2 Associate Professor, Faculty of Mechanical Engineering, Shahrood University of Technology
3 Assistant Professor, Faculty of Mechanical Engineering, Shahrood University of Technology
چکیده English

Mechanisms typically have clearance in their joints due to manufacturing and assembly requirements, and this clearance tends to increase during operation. If the clearance exceeds the allowable limit, it can lead to decreased accuracy, increased vibrations and noise, and reduced system efficiency. Therefore, timely identification of the increase in the amount of clearance in the joints is essential to prevent destructive effects and increased maintenance costs. In recent years, the use of health monitoring methods has gained considerable attention due to their effectiveness and cost efficiency. In this study, the time history of the acceleration of the slider link due to the operation of a slider-crank mechanism with radial clearance in revolute joints is investigated. To identify defects, we present a novel index based on nonlinear monitoring methods, including vibration-acoustic modulation (VAM) and high-order harmonic generation (HHG), which can help predict the presence or absence of clearance in the mechanism. Then, using the collected data, we trained a multilayer perceptron (MLP) neural network to address the study problem and predict the index value. Also, the structure of the neural network was optimized using the particle swarm algorithm (PSO). The results demonstrate that the optimized network can accurately predict the desired index based on the input values.

کلیدواژه‌ها English

Slider-crank mechanism
Structural health monitoring
Vibro-acoustic modulation
Higher harmonic generation
MLP neural network

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 16 شهریور 1405