Diseño y optimización de un actuador magnetorreológico esférico
Autores: Vizjak, Jakob; Hamler, Anton; Jesenik, Marko
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño y optimización de un actuador magnetorreológico esférico
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Líquidos inteligentes
Líquidos magnetorreológicos
Actuador esférico
Modelado por método de elementos finitos
Evolución diferencial
Función objetivo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
Recientemente, un número creciente de dispositivos electromagnéticos han estado utilizando fluidos inteligentes. Estos incluyen ferrofluidos, fluidos electrorreológicos y fluidos magnetorreológicos (MR). En el documento, se consideran los fluidos magnetorreológicos para su uso en un actuador esférico para aplicaciones hápticas. Se presenta un enfoque para el diseño y la optimización de dicho dispositivo, utilizando modelado de método de elementos finitos vinculado con evolución diferencial (DE). Se prestó mucha atención a la construcción de la función objetivo a minimizar. Se utilizó un enfoque novedoso para la composición de la función objetivo, utilizando valores de referencia basados en el diseño del modelo y creados con parámetros establecidos en los valores intermedios del rango seleccionado. Se encontró que era una estrategia útil cuando los valores de referencia son desconocidos. Había cuatro parámetros a optimizar. Tres de ellos gravitaron hacia el valor límite, y el cuarto (radio del actuador) estaba en algún punto intermedio. El valor de la función objetivo alcanzó un mínimo en el rango de radio del actuador entre 42.9880 mm y 45.0831 mm, lo que supone una diferencia del 5% con respecto al radio del actuador. Se realizaron tres pasadas de optimización con resultados similares, lo que demuestra la robustez del algoritmo.
Descripción
Recientemente, un número creciente de dispositivos electromagnéticos han estado utilizando fluidos inteligentes. Estos incluyen ferrofluidos, fluidos electrorreológicos y fluidos magnetorreológicos (MR). En el documento, se consideran los fluidos magnetorreológicos para su uso en un actuador esférico para aplicaciones hápticas. Se presenta un enfoque para el diseño y la optimización de dicho dispositivo, utilizando modelado de método de elementos finitos vinculado con evolución diferencial (DE). Se prestó mucha atención a la construcción de la función objetivo a minimizar. Se utilizó un enfoque novedoso para la composición de la función objetivo, utilizando valores de referencia basados en el diseño del modelo y creados con parámetros establecidos en los valores intermedios del rango seleccionado. Se encontró que era una estrategia útil cuando los valores de referencia son desconocidos. Había cuatro parámetros a optimizar. Tres de ellos gravitaron hacia el valor límite, y el cuarto (radio del actuador) estaba en algún punto intermedio. El valor de la función objetivo alcanzó un mínimo en el rango de radio del actuador entre 42.9880 mm y 45.0831 mm, lo que supone una diferencia del 5% con respecto al radio del actuador. Se realizaron tres pasadas de optimización con resultados similares, lo que demuestra la robustez del algoritmo.