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RKB La Progettazione Ottimale dei Cuscinetti Mediante Algoritmi Evolutivi

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Estratti del catalogo

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Fig.1 - Trave tubolare. plice descrizione della progettazione di parti di macchina. Il problema principale nel campo della progettazione meccanica è il dimensionamento delle parti di macchina sulla base di alcuni requisiti noti. Talvolta si parla anche di “predimensionamento”, che è la determinazione delle dimensioni principali delle parti meccaniche richieste per mezzo di relazioni semplificate. In sostanza, dimensionamento significa risolvere un’equazione che descrive l’eguaglianza tra uno sforzo e lo sforzo ammissibile. Questa equazione ha un certo numero di incognite (di solito...

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METODI DI CALCOLO Ovviamente, il punto fondamentale di questo calcolo di progetto è la scelta del valore del coefficiente k. Infatti, il progettista può scegliere qualsiasi valore tra 0,7 e 0,85 (a meno che siano noti altri aspetti del progetto) e ottenere risultati differenti per Do e Di. Nel caso dell’approccio ottimale, il progettista può concentrarsi su qualsiasi aspetto che gli sembri importante. Se nel caso della trave tubolare lo scopo è di ottenere una trave quanto più leggera possibile nel contesto dato, la massa della trave sarà la funzione obiettivo e tutti gli altri aspetti del...

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METODI DI CALCOLO li. Questo è stato un passo importante verso l’approccio dell’ottimizzazione multiobiettivo, dato che la maggior parte dei problemi ingegneristici reali ha diversi obiettivi che sono spesso in conflitto. Per esempio, se ci si occupa dell’ottimizzazione di una certa struttura, si vuole normalmente minimizzare il suo peso (e di conseguenza il suo volume) e, nello stesso tempo, minimizzare le sue deformazioni in modo da ottenere la massima sicurezza possibile. Questi obiettivi sono, comunque, in conflitto perché la minimizzazione delle deformazioni richiede una quantità più...

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METODI DI CALCOLO cioè soluzioni che, se sostituite nella funzione obiettivo, daranno valori obiettivo migliori. Gli algoritmi evolutivi sono un sottogruppo del calcolo evoluzionistico, algoritmi metaeuristici di ottimizzazione generici, basati sulla popolazione. Gli algoritmi evolutivi comprendono molte tecniche di ottimizzazione quali gli algoritmi genetici, la programmazione evolutiva, la strategia dell’evoluzione, ecc. Negli ultimi anni, i confini tra queste tre tecniche sono stati abbattuti e attualmente gli algoritmi evolutivi incorporano i vantaggi di tutti questi approcci....

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METODI DI CALCOLO • i progetti più riusciti e più straordinari noti all’umanità sono stati creati dall’evoluzione naturale. Per utilizzare con facilità una tecnica di ottimizzazione per problemi complessi di progettazione ottimale, l’algoritmo deve essere un algoritmo robusto. David Goldberg (1989) ha così definito la robustezza: “L’equilibrio tra efficienza ed efficacia necessarie per la sopravvivenza nei più diversi ambienti”. Nella costruzione di una tecnica di ottimizzazione si possono quindi definire due scopi: la sua efficacia e la sua efficienza. Efficacia significa capacità o meno...

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METODI DI CALCOLO 11 dicembre 2012 La progettazione ottimale dei cuscinetti mediante algoritmi evolutivi Da ormai alcuni anni il Gruppo RKB fa ampio uso dei cosiddetti algoritmi evolutivi per l’ottimizzazione dei suoi cuscinetti volventi. Viene qui illustrata la progettazione ottimale multiobiettivo con algoritmi evolutivi di uno specifico cuscinetto a rulli cilindrici. 26 Organi di trasmissione - dicembre 2012 Lucian Tudose, Cristina Stanescu, Gyorgy Kulcsar* I cuscinetti a rotolamento rappresentano il campo di applicazione perfetto degli algoritmi evolutivi, poiché pressoché tutti i...

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zione usato) è stato notevolmente inferiore a quello dei lavori di progettazione ottimale in altri settori dell’ingegneria, anche se i risultati si sono rivelati più che promettenti. Uno dei primi lavori nel settore della progettazione ottimale dei cuscinetti a rotolamento è quello di Boesiger e Warner (1991), che tratta l’ottimizzazione del cuscinetto sensorizzato per ruote stabilizzatrici (giroscopio Control Moment, gruppo ruota di reazione). Wan Changsen nel suo libro Analysis of Rolling Element Bearings (1992) ha descritto un metodo di progettazione ottimale che per i cuscinetti...

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METODI DI CALCOLO del rullo. Il profilo bombato del rullo elimina le concentrazioni di sforzi sugli spigoli a carichi bassi e moderati, ma produce concentrazioni di sforzi in caso di carichi pesanti. Infine, il profilo logaritmico del rullo non dà luogo a concentrazioni di sforzi sugli spigoli a carichi bassi, medi e pesanti e la distribuzione degli sforzi di contatto risulta pressoché uniforme su tutta la lunghezza del rullo. Nel 2009, Kumar et al. hanno migliorato la metodologia di progettazione ottimale dei cuscinetti a rulli cilindrici, includendo l’effetto del profilo del rullo e altri...

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Funzioni obiettivo scelte per l’ottimizzazione 7 29 27 C r (␥,D we ,L we ) = fCr (␥) ⋅ L9we ⋅ D we → max h min (␥,D we ,L we ) = f h min (␥) ⋅ L0.02889 ⋅ D0.99037 → max we we in cui: – 2 3 143 9 4 24 1 + 1.19303 ⋅ 1– ␥ ⋅ floor 2.70827 fCr (␥) = 189.70078 ⋅ (1– ␥) ⋅ (1 + ␥) ⋅ 1+ ␥ ␥ 2 9 ␥ 29 27 1 – 4 e 143 1– ␥ 24 f h min (␥) = 3.26492410–3 ⋅ ␥–0.72889 ⋅ 1 + 1.19303 ⋅ 1+ ␥ 2.70827 ⋅ floor ␥ 0.0325 0.02889 ⋅ (1– ␥)0.56037 ⋅ (1 + ␥)0.4625 ⋅ 1 − ␥ 0.43 ⋅ min ,0.61557 1 + ␥ Per effettuare l’ottimizzazione sono stati individuati otto vincoli: V1: Il diametro dei rulli Dwe che deve essere maggiore...

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METODI DI CALCOLO essere facilmente determinata, si è preferito introdurre Lw come variabile e scrivere il programma nel caso generale. Le funzioni obiettivo scelte per l’ottimizzazione erano: • coefficiente di carico dinamico radiale base del cuscinetto; • spessore minimo del film lubrificante nella zona dei contatti di rotolamento (rullopista dell’anello interno e rullo-pista dell’anello esterno). Ovviamente, entrambe le funzioni devono essere massimizzate contemporaneamente anche se, e tanto più se, sono in conflitto. Dato che il calcolo dello spessore minimo del film lubrificante nella...

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