Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/50614
Type: Dissertação
Title: Aplicação do algoritmo genético na síntese cinemática e na otimização do mecanismo de quatro barras
Authors: Kelvin Ribeiro de Faria Santos
First Advisor: Marco Túlio Corrêa de Faria
First Referee: Claysson Bruno Santos Vimieiroo
Second Referee: Ricardo Poley Martins Ferreira
Abstract: Mecanismos articulados podem ser empregados em diversos tipos de máquinas e equipamentos. Para o dimensionamento adequado das ligações, a fim de se executar um determinado movimento, deve-se empregar a síntese dimensional. A tarefa para o qual torna-se necessário o controle de um ponto é conhecida como geração de curvas ou trajetória. O objetivo desse trabalho é a implementação de uma metodologia aplicável na síntese dimensional e otimização de mecanismos de quatro barras planos, para a geração de curvas. Como simplificação, as ligações são consideradas como elementos rígidos ou indeformáveis. Essa simplificação é razoável para grande parte dos problemas de síntese dimensional. Para isso é proposto um programa que utiliza como referência pontos de precisão, que devem ser utilizados para descrever a curva desejada. A busca é feita utilizando o algoritmo genético baseado na evolução diferencial, que permite trabalhar com as variáveis na forma de números reais. Trata-se de uma metodologia heurística que utiliza três operações básicas: seleção, reprodução e mutação. Com o objetivo de validar o algoritmo são feitas comparações com resultados obtidos em trabalhos similares. Como forma de verificar a aplicação do algoritmo genético em problemas de engenharia, a função objetivo é modificada para a otimização de um mecanismo de quatro barras, presente em uma máquina de costura industrial. O ponto de interesse do mecanismo obtido tem uma redução de 39,9% do pico da segunda aceleração (“jerk”) horizontal, sem que haja alteração significativa do movimento vertical. Verifica-se que a ferramenta computacional desenvolvida nesse trabalho, para a síntese dimensional e otimização de mecanismos de quatro barras, gera bons resultados para o projeto cinemático de mecanismos planares.
Abstract: Linkages can be used in various types of machines and equipments. In order to estimate the appropriate dimensions of linkages that are capable of describing a prescribed motion, dimensional synthesis must be employed. The task where a point control is required is known as curve or trajectory generation. The objective of this work is the implementation of a methodology applicable in the dimensional synthesis and optimization of planar four-bar linkages, for curve generation. As a basic simplifying assumption, the links are considered as rigid members, or underfomable bodies. This assumption is considered reasonable for most dimensional synthesis problems. The proposed procedure uses precision points as reference, which must be used to describe the desired curve. The search is done using the genetic algorithm based on differential evolution, which allows working with the variables in the form of real numbers. It is a heuristic methodology that uses three basic operations: selection, reproduction and mutation. In order to validate the algorithm, comparative analyses are performed using results from similar works. In order to verify the application of the algorithm in engineering problems, the objective function is modified for the optimization of a four-bar linkage, present in an industrial sewing machine. The point of interest of the obtained mechanism has a 39,9% reduction of the horizontal "jerk" peak, without changing the vertical movement. The computational procedure implemented to perform the dimensional synthesis and optimization of four-bar linkages can render good results for the kinematic preliminary design of planar mechanisms.
Subject: Engenharia mecânica
Síntese dimensional
Otimização
Algoritmos genéticos
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/50614
Issue Date: 11-Nov-2022
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado



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