Tính toán tối ưu kết cấu thân máy tiện dựa vào giải thuật di truyền

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THỊ LAN HƯƠNG TÍNH TOÁN TỐI ƯU KẾT CẤU THÂN MÁY TIỆN DỰA VÀO GIẢI THUẬT DI TRUYỀN S K C 0 9 NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 S KC 0 9 Tp Hồ Chí Minh, 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ NGUYỄN THỊ LAN HƢƠNG TÍNH TOÁN TỐI ƢU KẾT CẤU THÂN MÁY TIỆN DỰA VÀO GIẢI THUẬT DI TRUYỀN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY – 605204 Hƣớng dẫn khoa học: PGS TS NGUYỄN NGỌC PHƢƠNG LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: NGUYỄN THỊ LAN HƢƠNG Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 23 tháng 11 năm 1982 Nơi sinh: Đồng Nai Quê quán: Thừa Thiên – Huế Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 133 Ấp Láng Me 2, Xuân Đông, Cẩm Mỹ, Đồng Nai Điện thoại: 0903.370.414 E-mail: lanhuongxd@yahoo.com Điện thoại quan: 0618.860856 II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 9/2001 đến 2/ 2006 Nơi học (trƣờng, thành phố): Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Ngành học: Kỹ Thuật Công Nghiệp Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Nghiên cứu sợi Cacbon dạng với nhựa Epoxy Ngƣời hƣớng dẫn: Thạc sĩ Lê Linh III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Từ 2006 đến Khoa khí, trƣờng Trung cấp Kỹ thuật Công nghiệp Đồng Nai XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN CỬ ĐI HỌC Giảng dạy Ngày 20 tháng năm 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng năm 2013 CẢM TẠ Trƣớc hết tác giả xin chân thành cảm ơn PGS TS Nguyễn Ngọc Phƣơng, thầy hƣớng dẫn giúp đỡ định hƣớng, tiếp cận khai thác tài liệu nhƣ động viên trình thực đề tài Xin đƣợc cảm ơn đến tất thầy cô giáo giảng dạy hƣớng dẫn toàn khóa học Xin cảm ơn đến Ban giám hiệu Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, Phòng Đào tạo tạo điều kiện cho đƣợc học tập nghiên cứu trƣờng Tác giả chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trƣờng Trung cấp Kỹ thuật Công nghiệp Đồng Nai, lãnh đạo Khoa khí trƣờng điều kiện thuận lợi cho trình hoàn thành luận văn Cuối muốn cảm ơn tới gia đình bạn bè động viên, giúp đỡ thời gian qua TÓM TẮT Ngày nay, sản phẩm máy công cụ thị trƣờng phong phú đa dạng nhằm đáp ứng thị hiếu, yêu cầu ngƣời tiêu dùng Chính cạnh tranh dẫn đến việc liên tục cải tiến tính năng, công dụng, chất lƣợng, mẫu mã sản phẩm So với trƣớc đây, sản phẩm phải thỏa mãn về: độ bền, ổn định, làm việc không ồn, tiết kiệm vật liệu, tốn nhiên liệu, lƣợng,…Tuy nhiên, năm gần đây, yêu cầu cần phải thêm yêu cầu khác nhƣ: tính thẩm mỹ, gọn nhẹ, tiết kiệm không gian, phù hợp ngƣời sử dụng, thân thiện với môi trƣờng Luận văn“ Tính toán tối ƣu kết cấu thân máy tiện dựa vào giải thuật di truyền” đƣợc thực Mục đích nghiên cứu tính toán tìm giải thuật từ giải thuật di truyền để tối ƣu đƣợc kết cấu thân máy tiện, đáp ứng yêu cầu tối ƣu hình dáng, tiết kiệm không gian, gọn nhẹ, mà đáp ứng yêu cầu kỹ thuật máy thông qua khảo sát kết cấu thân máy tiện, tìm hiểu lý thuyết độ tin cậy áp dụng vào toán tối ƣu kết cấu thân máy, nghiên cứu giải thuật bàit toán tối ƣu tìm hiểu giải thuật di truyền Từ áp dụng giải thuật di truyền tối ƣu thân máy tiện cho dạng thân máy khác nhƣ máy phay, máy bào, máy khoan… SUMMARY Today, products of machine tool on the market are very rich and varied to meet the tastes and requirements of the consumers This competition has led to the continuous improvement of features, usage, quality and design of products.Compared with the past, the product had to satisfy in: strength, stability, quiet working, material saving, less fuel and energy However, in recent years, apart from the above requirements, other demands of machine tool are aesthetic, compact, space-saving, suitable for user and friendly with environment Thesis "Calculate, optimize body structure of the lathe based on genetic algorithms" iscarried out The purpose of this research topic is calculation and finds out the new algorithm from genetic algorithm to optimize the lathe to meet the requirements for optimal shape, spacesaving, compact, which still meets the technical requirements of the machine via the survey of the lathe’s body structure, learn reliability theory applied to optimization problem of machine’s body structure, research algorithms of optimization problems and study genetic algorithms Since then apply genetic algorithm of optimizing lathe’sbody structure for the body structureof other types machine such as machine milling, planers, machine drilling,… MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch khoa học i Lời cam đoan ii Cảm tạ iii Tóm tắt iv Mục lục vi Danh sách ký hiệu chữ viết tắt x Danh sách hình xi Danh sách bảng xii TỔNG QUAN Chƣơng I: 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Tổng quan nghiên cứu nƣớc 1.3.1 Các nghiên cứu nƣớc 1.3.2 Các nghiên cứu nƣớc 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 1.5 Nhiệm vụ giới hạn luận văn Chƣơng II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Lý thuyết độ tin cậy 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Tổng quan trình phân tích độ tin cậy 2.2 Bài toán tối ƣu theo độ tin cậy 2.2.1 Bài toán tối ƣu 2.2.2 Bài toán tối ƣu theo độ tin cậy 2.2.3 Phƣơng pháp giải toán tối ƣu theo độ tin cậy 2.3 Kết cấu toán tối ƣu kết cấu 2.3.1 Kết cấu 2.3.2 Bài toán tối ƣu kết cấu 10 2.3.3 Các dạng toán tối ƣu kết cấu 11 2.4 Các giải thuật tối ƣu 12 2.4.1 Giải thuật tìm giá trị xác 12 2.4.2 Giải thuật tìm giá trị tối ƣu dựa vào đạo hàm 14 2.4.3 Giải thuật tiến hóa 15 2.4.4 Monte Carlo 17 Chƣơng III: GIẢI THUẬT DI TRUYỀN 3.1 Giới thiệu giải thuật di truyền 19 3.2 Trình tự giải thuật di truyền 20 3.2.1 Mã hóa 20 3.2.2 Hàm thích nghi 21 3.2.3 Chọn lọc cá thể 21 3.2.4 Lai ghép 21 3.2.5 Đột biến 23 3.2.6 Điều kiện dừng giải thuật 24 3.3 Xử lý ràng buộc giải thuật di truyền 24 3.4 Cấu trúc thuật giải di truyền tổng quát 25 3.5 Nhâ ̣n xét giải thuật di truyề n 26 Chƣơng IV: KẾT CẤU THÂN MÁY TIỆN 4.1 4.2 Tổng quan máy Tiện 27 4.1.1 Các kiểu máy Tiện 27 4.1.2 Hình dạng chung bên máy tiện 28 Thân máy 28 4.2.1 Thân máy 28 4.2.2 Một số hình dáng thân máy tiện cỡ trung bình 32 4.3 Vật liệu thân máy 33 4.4 Tính toán thân máy theo phƣơng pháp truyền thống 34 4.5 4.4.1 Chọn sơ đồ tính toán thân máy 34 4.4.2 Xác định lực tác dụng lên thân máy tiện 35 4.4.3 Tính biến dạng thân máy 37 Hạn chế 40 ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN TÍNH TOÁN TỐI ƢU KẾT CẤU THÂN MÁY TIỆN Chƣơng V: 5.1 Các bƣớc tính toán toán tối ƣu thân máy dựa vào giải thuật di truyền 42 5.2 Chọn máy 44 5.3 Các định thông số 44 5.3.1 Thông số máy tiện 5.3.2 5.4 44 Tính toán tham số ngoại lực tác động tĩnh lên trục thân máy 47 Giải toán 51 5.4.1 Các biến thiết kế (thông số tính toán) 51 5.4.2 Chọn hàm mục tiêu 51 5.4.3 Xác định hệ ràng buộc 52 5.4.4 Dùng giải thuật di truyền để giải toán 52 5.5 So sánh với phƣơng pháp tính tay 53 5.6 Giải thuật Quy hoạch tuyến tính 53 5.7 Đánh giá kết thu đƣợc 55 Chƣơng VI: KẾT LUẬN 6.1 Kết luận 56 6.2 Hạn chế 56 6.3 Hƣớng phát triển 56 Tài liệu tham khảo Phụ lục 58 60 10 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiê ̣u Thuâ ̣t ngƣ̃ GA Genetic Algorithm NST Nhiễm Sắc Thể 11 DANH MỤC HÌNH VẼ HÌNH TRANG Hình 2.1 Vòng lặp tối ƣu Hình 2.2 Sơ đồ giải toán tối ƣu tổng quát Hình 2.3 Phƣơng pháp Hình 2.4 Giải thuật quy hoạch tuyến tính 14 Hình 2.5 Giải thuật quy hoạch động 14 Hình 2.6 Giải thuật leo đồi 15 Hình 3.1 Sơ đồ giải thuật di truyền 20 Hình 4.1 Hình dáng cấu tạo chung máy tiện 28 Hình 4.2 Hình dáng thân máy tiện 30 Hình 4.3 Tiết diện thân máy 30 Hình 4.4 Hệ thống đƣờng gân thân máy 31 Hình 4.5 Thân máy tiện Charles Swing 33 Hình 4.6 Thân máy tiện Mascut 33 Hình 4.7 Thân máy tiện Fischer 33 Hình 4.8 Thân máy tiện Jessey Prince 33 Hình 4.9 Thân máy tiện Weiler 33 Hình 4.10 Thân máy tiện Martin 33 Hình 4.11 Thân máy tiện Rascher 33 Hình 4.12 Thân máy tiện Matra 33 Hình 4.13 Thân máy tiện Muser 33 Hình 4.14 Kết cấu thân máy 34 Hình 4.15 Sơ đồ lực mômen tác dụng máy tiện 35 Hình 5.1 Các bƣớc tính toán 43 Hình 5.2 Máy tiện Charles Swing 44 12 Hình 5.3 Kết cấu thân máy tiện 46 Hình 5.4 Mặt cắt B-B 46 Hình 5.5 Mặt cắt A-A 46 Hình 5.6 Tiết diện ngang thành 48 Hình 5.7 Tiết diện ngang sƣờn chéo 48 13 DANH MỤC BẢNG BIỂU BẢNG TRANG Bảng 4.1 Bề dày thành máy đƣờng gân 32 Bảng 4.2 Trị số ku, kx 39 Bảng 4.3 Hệ số a, n 40 Bảng 5.1 Dữ liệu thông số tính toán 52 Bảng 5.2 Kết tính toán 53 Bảng 5.3 Kết tính tay 53 Bảng 5.4 Kết quy hoạch tuyến tính 54 Bảng 5.5 Kết so sánh 54 Bảng 5.6 Sai lệch % tính GA máy tiện Charles Swing 56 Tp Hồ Chí Minh, tháng 05 nă m 2013 14 Chƣơng I: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Ngày nay, sản phẩm máy công cụ thị trƣờng ngày phong phú đa dạng nhằm đáp ứng thị hiếu, yêu cầu… ngƣời tiêu dùng Chính cạnh tranh dẫn đến việc liên tục cải tiến tính năng, công dụng, chất lƣợng, mẫu mã sản phẩm So với trƣớc đây, sản phẩm phải thỏa mãn về: độ bền, ổn định, làm việc không ồn, tiết kiệm vật liệu, tốn nhiên liệu, lƣợng… Tuy nhiên , năm gần đây, yêu cầu cần phải thêm yêu cầu khác nhƣ: tính thẩm mỹ, gọn nhẹ, tiết kiệm không gian, phù hợp ngƣời sử dụng, thân thiện với môi trƣờng Với yêu cầu trên, toán thiết kế trở thành bào toán tối ƣu Miền thiết kế toán đƣợc mở rộng có nhiều tiêu đƣợc xét đến hơn, số lƣợng ràng buộc tăng theo số yêu cầu cần phải thỏa mãn Nhƣng thời gian giải toán tối ƣu cần đƣợc rút ngắn, lời giải toán gần với lời giải xác Để giải cách đắn toán kỹ thuật nảy sinh trình thiết kế máy mới, ngƣời thiết kế cần phải tính đến nhiều yếu tố ràng buộc với Khi thiết kế máy công cụ cần tìm tòi giải pháp tối ƣu để tạo nên kết cấu ƣu việt có Từ so sánh giải pháp khác để có lời giải tối ƣu Trong trình thiết kế chia làm hai dạng chính: có xét đến độ tin cậy không xét đến độ tin cậy Khi thiết kế không xét đến độ tin cậy biến thiết kế giá trị đơn định, không thay đổi trình thiết kế, chế tạo, sử dụng Quá trình thiết kế thƣờng đơn giản, tốn thời gian, chi phí Tuy nhiên, số biến thiết kế nhƣ tải trọng tác dụng, ứng suất tới hạn thƣờng đại lƣợng ngẫu nhiên, phân bố theo 15 quy luật xác suất trình thiết kế, chế tạo, sử dụng, kết trình thiết kế thƣờng không sát với thực tế, không sử dụng hết khả làm việc vật liệu Với trình thiết kế có xét đến độ tin cậy, biến thiết kế đƣợc xem đại lƣợng ngẫu nhiên, phân bố theo quy luật Do có xét đến yếu tố ngẫu nhiên trình thiết kế nên kết sát với thực tế, sử dụng hết khả làm việc vật liệu, đảm bảo xác suất hƣ hỏng trình sử dụng Tuy nhiên để thiết kế theo độ tin cậy cần số lƣợng thực nghiệm, nghiên cứu, quan sát, ghi chép lớn thƣờng tốn kém, nhiều thời gian việc giải toán thiết kế thƣờng gặp nhiều khó khăn phức tạp Ngày nay, với tiến khoa học kỹ thuật, yêu cầu ngƣời sử dụng tính tối ƣu thiết kế điều tất yếu Vì trình thiết kế xét đến tiêu độ tin cậy nhằm hạn chế hƣ hỏng xảy trình làm việc, tiết kiệm nguyên vật liệu Quá trình thiết kế tối ƣu theo độ tin cậy tƣơng ứng với việc giải toán tối ƣu theo độ tin cậy Việc giải toán thƣờng gặp nhiều khó khăn miền thiết kế ngày đƣợc mở rộng, ràng buộc tăng phải đảm bảo nhiều yêu cầu hơn, kỹ thuật công nghệ phát triển ảnh hƣởng đến quy trình sản xuất sản phẩm Việc tìm hiểu giải thuật có hay nghiên cứu giải thuật cho toán tối ƣu so sánh giải thuật độ xác, thời gian thực với giải thuật khác điều cần thiết ngƣời kỹ sƣ 1.2 Mục đích nghiên cứu Đề tài nghiên cứu tính toán tìm giải thuật tối ƣu cho ngƣời thiết kế có đƣợc thân máy tiện với kết cấu đơn giản, gọn, tiết kiệm không gian, không nhiều thời gian mà đáp ứng đƣợc yêu cầu độ tin cậy, tiết kiệm nguyên vật liệu 1.3 Tổng quan nghiên cứu nƣớc 1.3.1 Các nghiên cứu nƣớc 16 Một số công trình nghiên cứu tối ƣu tiêu biểu: - Tối ƣu khối lƣợng cho hệ dàn thép có kể đến ràng buộc ứng suất, chuyển vị điều kiện ổn định - Thiết kế tối ƣu cấu cam sở độ tin cậy - Nghiên cứu thiết kế tối ƣu kết cấu khung xe máy - Thiết kế phân tích chi tiết máy sở độ tin cậy theo phƣơng pháp mô Monte Carlo bề mặt đáp ứng - Áp dụng giải thuật di truyền giải toán thiết kế tối ƣu dầm bê tông cốt thép - Tối ƣu kết cấu thân máy giải thuật di truyền - Nghiên cứu tối ƣu hình dạng kết cấu sở độ tin cậy 1.3.2 Các nghiên cứu nƣớc Quá trình nghiên cứu tối ƣu đƣợc nghiên cứu thực từ lâu Công trình tối ƣu kể đến Galileo Galilei với việc tối ƣu hình dáng tài liệu “Lý thuyết hình dạng vật thể với cân độ bền” kỷ 16 Từ đến có nhiều công trình nghiên cứu tối ƣu khác nhau, phục vụ cho lĩnh vực, chuyên ngành khác nhƣ: khí, xây dựng, điện - điện tử, giao thông, kỹ thuật công nghiệp - Tối ƣu hình dạng theo ba phƣơng với dạng hình học khác - Ứng dụng giải thuật di truyền cho toán tối ƣu kết cấu - Sử dụng phƣơng pháp bề mặt đáp ứng mô Monte Carlo cho toán tối ƣu cấu trúc dựa độ tin cậy - Tối ƣu hình dạng mặt cắt ngang cho nhiều tiết diện cho khung thân máy bay - Tối ƣu hóa hình dạng kiểu dáng thiết kế kết cấu - Tối ƣu hóa hình dạng cấu trúc dựa giải thuật di truyền 17 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Ý nghĩa khoa học: Luận văn nghiên cứu giải thuật di truyền, tìm hiểu lý thuyết độ tin cậy áp dụng vào toán tối ƣu kết cấu thân máy tiện Lựa chọn giải thuật thích hợp cho toán tối ƣu kết cấu thân máy tiện - Ý nghĩa thực tiễn luận văn: Áp dụng giải thuật di truyền để tối ƣu thân máy tiện từ mở rộng cho dạng thân máy khác nhƣ máy phay, máy bào, máy khoan… 1.5 Nhiệm vụ giới hạn luận văn Nhiệm vụ luận văn: - Nghiên cứu toán tối ƣu kết cấu thân máy tiện - Tìm hiểu lý thuyết độ tin cậy áp dụng vào toán tối ƣu kết cấu thân máy - Tìm hiểu giải thuật toán tối ƣu - Lựa chọn giải thuật thích hợp cho toán tối ƣu kết cấu thân máy tiện - Áp dụng giải thuật cho máy tiện - Rút kết kết luận 18 Chƣơng II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Lý thuyết độ tin cậy 2.1.1 Khái niệm “Độ tin cậy tính chất đối tƣợng, thời điểm định, dƣới điều kiện làm việc làm việc định, hoàn thành nhiệm vụ chức cho trƣớc, trì đƣợc giá trị thông số làm việc đƣợc thiết lập giới hạn cho Độ tin cậy theo nghĩa rộng tính chất phức hợp Nó bao gồm tính chất chủ yếu đối tƣợng: tính không hỏng, tính sửa chữa, tính bảo quản tính lâu bền.”[2] 2.1.2 Tổng quan trình phân tích độ tin cậy Có hai phƣơng pháp phân tích độ là: đơn định xác suất Phƣơng pháp đơn định xem nhân tố ảnh hƣởng đến mô hình đơn định Kết toán đơn định có nghiệm Do nhân tố ảnh hƣởng mang giá trị đơn định nên việc giải toán trở nên dễ thực Tuy nhiên kết từ thực nghiệm lại sai khác lớn với kết từ toán đơn định Phƣơng pháp xác suất xem nhân tố ảnh hƣởng đại lƣợng tuân theo quy luật phân phối xác suất Do việc giải toán độ tin cậy gặp nhiều khó khăn tâm lý kỹ thuật, đặc biệt với hệ thống phức tạp, cần độ an toàn cao Kết toán độ tin cậy phù hợp với kết từ thực nghiệm Với lý thuyết độ tin cậy tồn hai hƣớng tiếp cận: - Lý thuyết toán độ tin cậy - Lý thuyết vật lý độ tin cậy Lý thuyết toán độ tin cậy - Các phần tử tác dụng lẫn đảm bảo khả làm việc theo sơ đồ logic - Dữ liệu thu đƣợc xử lý thống kê kết thực nghiệm liệu trình vận hành 19 - Dựa lý thuyết xác suất thống kê toán Lý thuyết vật lý độ tin cậy - Duy trì khả làm việc hệ thống - Các hỏng hóc xuất kết hệ thống, tác động từ bên - Sử dụng mô hình phƣơng pháp khoa học tự nhiên khoa học kỹ thuật khác Hai lý thuyết bổ sung cho trình phân tích độ tin cậy 2.2 Bài toán tối ƣu theo độ tin cậy 2.2.1 Bài toán tối ƣu Bài toán tối ƣu tổng quát có dạng: [7] d1  d   2   Tìm X=   để f(x) đạt giá trị nhỏ       d n  Điều kiện hàm ràng buộc hj(x)  j=1,2… nj lk (x) = k=1,2… nk d 1i  di  d im i=1,2,… n Trong đó: - di:biến thiết kế thứ i - X: véctơ biến thiết kế - f(x): hàm mục tiêu - hj: hàm bất đẳng thức ràng buộc - lk: hàm đẳng thức ràng buộc - n: số biến thiết kế 20 (2.1) [...]... dụng giải thuật di truyền để tối ƣu thân máy tiện rồi từ đó mở rộng cho các dạng thân máy khác nhƣ máy phay, máy bào, máy khoan… 1.5 Nhiệm vụ và giới hạn luận văn Nhiệm vụ của luận văn: - Nghiên cứu bài toán tối ƣu kết cấu thân máy tiện - Tìm hiểu lý thuyết độ tin cậy áp dụng vào bài toán tối ƣu kết cấu thân máy - Tìm hiểu các giải thuật bài toán tối ƣu - Lựa chọn giải thuật thích hợp cho bài toán tối. .. tiết di n cho khung thân máy bay - Tối ƣu hóa hình dạng và kiểu dáng trong thiết kế kết cấu - Tối ƣu hóa hình dạng cấu trúc dựa trên giải thuật di truyền 17 1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Ý nghĩa khoa học: Luận văn nghiên cứu giải thuật di truyền, tìm hiểu lý thuyết độ tin cậy áp dụng vào bài toán tối ƣu kết cấu thân máy tiện Lựa chọn giải thuật thích hợp cho bài toán tối ƣu kết cấu thân máy tiện. .. Hình 4.5 Thân máy tiện Charles Swing 33 Hình 4.6 Thân máy tiện Mascut 33 Hình 4.7 Thân máy tiện Fischer 33 Hình 4.8 Thân máy tiện Jessey Prince 33 Hình 4.9 Thân máy tiện Weiler 33 Hình 4.10 Thân máy tiện Martin 33 Hình 4.11 Thân máy tiện Rascher 33 Hình 4.12 Thân máy tiện Matra 33 Hình 4.13 Thân máy tiện Muser 33 Hình 4.14 Kết cấu thân máy 34 Hình 4.15 Sơ đồ lực và mômen tác dụng trên máy tiện 35 Hình... lặp tối ƣu 8 Hình 2.2 Sơ đồ giải bài toán tối ƣu tổng quát 8 Hình 2.3 Phƣơng pháp tuần tự 9 Hình 2.4 Giải thuật quy hoạch tuyến tính 14 Hình 2.5 Giải thuật quy hoạch động 14 Hình 2.6 Giải thuật leo đồi 15 Hình 3.1 Sơ đồ giải thuật di truyền 20 Hình 4.1 Hình dáng cấu tạo chung của máy tiện 28 Hình 4.2 Hình dáng thân máy tiện 30 Hình 4.3 Tiết di n của thân máy 30 Hình 4.4 Hệ thống đƣờng gân thân máy. .. bƣớc tính toán 43 Hình 5.2 Máy tiện Charles Swing 44 12 Hình 5.3 Kết cấu thân máy tiện 46 Hình 5.4 Mặt cắt B-B 46 Hình 5.5 Mặt cắt A-A 46 Hình 5.6 Tiết di n ngang của thành 48 Hình 5.7 Tiết di n ngang của sƣờn chéo 48 13 DANH MỤC BẢNG BIỂU BẢNG TRANG Bảng 4.1 Bề dày thành máy và đƣờng gân 32 Bảng 4.2 Trị số ku, kx 39 Bảng 4.3 Hệ số a, n 40 Bảng 5.1 Dữ liệu thông số tính toán 52 Bảng 5.2 Kết quả tính toán. .. về tối ƣu tiêu biểu: - Tối ƣu khối lƣợng cho hệ dàn thép có kể đến các ràng buộc về ứng suất, chuyển vị và điều kiện ổn định - Thiết kế tối ƣu cơ cấu cam trên cơ sở độ tin cậy - Nghiên cứu thiết kế tối ƣu kết cấu khung xe máy - Thiết kế và phân tích chi tiết máy trên cơ sở độ tin cậy theo phƣơng pháp mô phỏng Monte Carlo và bề mặt đáp ứng - Áp dụng giải thuật di truyền giải quyết bài toán thiết kế tối. .. nghiên cứu tối ƣu khác nhau, phục vụ cho những lĩnh vực, chuyên ngành khác nhƣ: cơ khí, xây dựng, điện - điện tử, giao thông, kỹ thuật công nghiệp - Tối ƣu hình dạng theo ba phƣơng với các dạng hình học khác nhau - Ứng dụng giải thuật di truyền cho bài toán tối ƣu kết cấu - Sử dụng phƣơng pháp bề mặt đáp ứng và mô phỏng Monte Carlo cho bài toán tối ƣu cấu trúc dựa trên độ tin cậy - Tối ƣu hình... giải quyết bài toán thiết kế tối ƣu dầm bê tông cốt thép - Tối ƣu kết cấu thân máy bằng giải thuật di truyền - Nghiên cứu tối ƣu hình dạng kết cấu trên cơ sở độ tin cậy 1.3.2 Các nghiên cứu ngoài nƣớc Quá trình nghiên cứu về tối ƣu đƣợc nghiên cứu và thực hiện từ rất lâu Công trình đầu tiên về tối ƣu có thể kể đến Galileo Galilei với việc tối ƣu hình dáng trong tài liệu “Lý thuyết về hình dạng vật... bài toán thiết kế trở thành bào toán tối ƣu Miền thiết kế bài toán đƣợc mở rộng do có nhiều chỉ tiêu đƣợc xét đến hơn, cũng vì thế số lƣợng ràng buộc tăng theo số yêu cầu cần phải thỏa mãn Nhƣng thời gian giải bài toán tối ƣu cũng cần đƣợc rút ngắn, lời giải bài toán cũng gần với lời giải chính xác Để có thể giải quyết một cách đúng đắn những bài toán kỹ thuật nảy sinh trong quá trình thiết kế máy. .. tƣơng ứng với việc giải bài toán tối ƣu theo độ tin cậy Việc giải bài toán này thƣờng gặp rất nhiều khó khăn do miền thiết kế ngày càng đƣợc mở rộng, các ràng buộc tăng do phải đảm bảo nhiều yêu cầu hơn, kỹ thuật công nghệ phát triển ảnh hƣởng đến quy trình sản xuất sản phẩm Việc tìm hiểu các giải thuật hiện có hay nghiên cứu giải thuật mới cho bài toán tối ƣu và so sánh giải thuật về độ chính xác, thời