Optimal motorcycle engine mount design parameter identification using robust optimization algorithms
Autores: Younis, Adel; AlKhatib, Fadi; Dong, Zuomin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Optimal motorcycle engine mount design parameter identification using robust optimization algorithms
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Impacto significativo
Vibraciones mecánicas
Algoritmos de optimización
Elementos estructurales
Soportes del motor
Modos de vibración
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
Las vibraciones mecánicas tienen un impacto significativo en la comodidad del viaje; el conductor está constantemente distraído como resultado. Los desequilibrios inerciales del motor volumétrico y las irregularidades del perfil de la carretera crean vibraciones mecánicas. El propósito de este estudio es emplear algoritmos de optimización para identificar elementos estructurales que contribuyan a la propagación de vibraciones y proporcionar soluciones óptimas para reducir las vibraciones estructurales inducidas por el desequilibrio del motor y/o anomalías en la carretera en una motocicleta. El conjunto de tren motriz, el conjunto del basculante y los soportes de aislamiento de vibraciones conforman el sistema de aislamiento de vibraciones. Los soportes del motor se utilizan para restringir las fuerzas transferidas al chasis de la motocicleta debido a la vibración del motor o a irregularidades en la carretera. Dos sistemas de motor de motocicleta de tren motriz de doce grados de libertad (DOF) fueron modelados y examinados para la optimización del diseño en este estudio. El primer modelo se utilizó para calcular los parámetros de los soportes del motor al reducir la carga transmitida a través de los soportes considerando solo cargas de vibración, mientras que el segundo modelo consideraba tanto las cargas de vibración como las cargas de baches en la carretera. En ambas configuraciones, el chasis es infinitamente rígido. La rigidez, ubicación y orientación de los soportes se consideran como los parámetros de diseño. El propósito de este estudio es emplear métodos computacionales para minimizar las cargas inducidas por fuerzas de vibración. Para continuar con el proceso de optimización, se utilizó el Optimizador Lobo Gris (GWO), un algoritmo de optimización de inteligencia de enjambre metaheurístico inspirado en lobos grises en la naturaleza. Para demostrar el rendimiento superior de GWO en PMS, se utilizaron otros métodos de optimización como un Algoritmo Genético (GA) y Programación Cuadrática Secuencial (SQP) para comparación. Para minimizar la fuerza transmitida por el motor, se empleó GWO para determinar los parámetros óptimos de diseño de montaje. Se formularon y optimizaron las funciones de costo y restricción, y se obtuvieron y documentaron resultados prometedores. Los modos de vibración debido a las cargas de vibración y de la carretera se desacoplaron para un viaje suave.
Descripción
Las vibraciones mecánicas tienen un impacto significativo en la comodidad del viaje; el conductor está constantemente distraído como resultado. Los desequilibrios inerciales del motor volumétrico y las irregularidades del perfil de la carretera crean vibraciones mecánicas. El propósito de este estudio es emplear algoritmos de optimización para identificar elementos estructurales que contribuyan a la propagación de vibraciones y proporcionar soluciones óptimas para reducir las vibraciones estructurales inducidas por el desequilibrio del motor y/o anomalías en la carretera en una motocicleta. El conjunto de tren motriz, el conjunto del basculante y los soportes de aislamiento de vibraciones conforman el sistema de aislamiento de vibraciones. Los soportes del motor se utilizan para restringir las fuerzas transferidas al chasis de la motocicleta debido a la vibración del motor o a irregularidades en la carretera. Dos sistemas de motor de motocicleta de tren motriz de doce grados de libertad (DOF) fueron modelados y examinados para la optimización del diseño en este estudio. El primer modelo se utilizó para calcular los parámetros de los soportes del motor al reducir la carga transmitida a través de los soportes considerando solo cargas de vibración, mientras que el segundo modelo consideraba tanto las cargas de vibración como las cargas de baches en la carretera. En ambas configuraciones, el chasis es infinitamente rígido. La rigidez, ubicación y orientación de los soportes se consideran como los parámetros de diseño. El propósito de este estudio es emplear métodos computacionales para minimizar las cargas inducidas por fuerzas de vibración. Para continuar con el proceso de optimización, se utilizó el Optimizador Lobo Gris (GWO), un algoritmo de optimización de inteligencia de enjambre metaheurístico inspirado en lobos grises en la naturaleza. Para demostrar el rendimiento superior de GWO en PMS, se utilizaron otros métodos de optimización como un Algoritmo Genético (GA) y Programación Cuadrática Secuencial (SQP) para comparación. Para minimizar la fuerza transmitida por el motor, se empleó GWO para determinar los parámetros óptimos de diseño de montaje. Se formularon y optimizaron las funciones de costo y restricción, y se obtuvieron y documentaron resultados prometedores. Los modos de vibración debido a las cargas de vibración y de la carretera se desacoplaron para un viaje suave.