Awọn anfani:
- Agbara lati gbe AI ni deede ni awọn ọran fifuye, awọn ipo aala ati itumọ abajade ni awọn ikẹkọ ipin ipari (FEA)
- Agbara lati ṣawari iṣapeye topology ati yiyan ohun elo akojọpọ fun idinku iwuwo pẹlu atilẹyin AI
- Agbara lati jẹrisi ifosiwewe ailewu, igbesi aye rirẹ ati awọn abajade ifarada ibajẹ nipasẹ iṣiro ominira
Ẹya ọkọ ofurufu ni iṣẹ akanṣe kan: lati gbe gbogbo awọn ẹru ti a fun ni aṣẹ laarin ala itẹwọgba ti ailewu jakejado igbesi aye iṣẹ akanṣe rẹ; ati lati ṣe eyi pẹlu iwọn ti o kere julọ. Ni ọkọ ofurufu, gbogbo afikun kilo tumọ si afikun epo ti a jo fun igbesi aye ati isanwo ti ko le gbe. Ti o ni idi ti ẹlẹrọ igbekale n ṣiṣẹ ni ẹdọfu igbagbogbo: lagbara to ṣugbọn kii ṣe iwuwo pupọ. Ọpa ode oni lati fi idi iwọntunwọnsi yii mulẹ jẹ itupalẹ ipin opin (FEA; Itupalẹ Element Ipari, ọna ti o pin igbekalẹ kan si awọn eroja kekere ati ni nọmba ṣe ipinnu wahala ati awọn iyipada igara ni ọkọọkan).
Oye itetisi atọwọdọwọ (AI) ṣe idinku awọn igbega iwuwo mẹta ti itupalẹ igbekale: iṣeto ni afinju awọn ọran fifuye ati awọn ipo aala, itumọ awọn abajade FEA eka, ati ṣawari yiyan ohun elo nipasẹ iṣapeye topology (ọna kan ti o rii apẹrẹ ti o tọ ti o fẹẹrẹfẹ labẹ awọn ẹru fifun nipasẹ pinpin ohun elo nikan nibiti o ti nilo). Ṣugbọn eto naa jẹ ṣonṣo ti pataki-pataki: ifosiwewe ti aṣiṣe ailewu taara taara si ikuna igbekale, ie fifọ apakan tabi fuselage. Nitorinaa, ko si wahala, igbesi aye tabi ifosiwewe ti awọn iye ailewu ti a fun nipasẹ AI yẹ ki o lo laisi iṣiro ọwọ ominira ati atunyẹwo ẹlẹrọ.
Awọn imọran: Okunfa ti ailewu: Ipin ti fifuye ti ohun elo le duro si fifuye apẹrẹ; Ni ọkọ oju-ofurufu, awọn akoko 1.5 iye fifuye (ipari) ni gbogbo igba lo. von Mises wahala: Iwọn kan ti a fiwe si ikore ti o dinku aapọn multiaxial si iye deede kan. Irẹwẹsi: Awọn ohun elo npa ati fifọ ni akoko labẹ awọn ẹru ti o tun ṣe. Ifarada ibajẹ: Agbara ti eto lati gbe ni lailewu titi ti ayewo atẹle, paapaa nigba kiraki kan wa.
Gbigbe AI ni deede ni ṣiṣan iṣẹ FEA
Iwadi FEA jẹ pataki awọn igbesẹ wọnyi: fifọ geometry sinu apapo eroja, asọye awọn ohun-ini ohun elo, lilo awọn ẹru ati awọn atilẹyin (awọn ipo aala), ipinnu, ati itumọ abajade. Pupọ awọn aṣiṣe bẹrẹ ni awọn igbesẹ meji to kẹhin: ipo ala ti a lo ni aṣiṣe tabi ifọkansi wahala ti a ko tumọ.
AI lagbara ni siseto awọn ọran fifuye. A ṣe apẹrẹ eto ọkọ ofurufu kii ṣe pẹlu fifuye ẹyọkan, ṣugbọn pẹlu apoowe fifuye (gbogbo awọn akojọpọ fifuye pataki gẹgẹbi ifọwọyi, fifun afẹfẹ, ibalẹ, titẹ). Ti o ba sọ fun AI iṣẹ apinfunni ati iṣeto ni, yoo leti ọ ti awọn ọran fifuye ti o le gbagbe (fun apẹẹrẹ iran asymmetric, ọmọ titẹ) bi atokọ ayẹwo. Ninu asọye ipari rẹ, von Mises funni ni awọn ibeere ayẹwo ti o ṣe iranlọwọ fun ọ lati ṣe iyatọ boya awọn oke giga lori maapu wahala jẹ gidi tabi awọn ẹyọkan (igun didasilẹ tabi aapọn ti kii ṣe ti ara ti mathematiki lọ si ailopin ni fifuye aaye). Ṣugbọn kini tente oke gidi jẹ ipinnu nipasẹ ẹlẹrọ nipasẹ idanwo tinrin apapo.
Išọra: Ni FEA, aapọn ni awọn igun inu didasilẹ pọ si ni imurasilẹ bi apapo ti di tinrin; Eleyi jẹ a singularity, ko otito. Ti AI ba ṣe aapọn tente oke bi “pataki”, ṣayẹwo ni akọkọ pẹlu idanwo tinrin boya o jẹ ẹyọkan ti nẹtiwọọki; Bibẹẹkọ, iwọ yoo ṣafikun ohun elo ti ko wulo si iṣoro ti ko si.
Imudara Topology ati Yiyan Ohun elo
Topology ti o dara ju yanju ibeere naa "bawo ni MO ṣe le pese agbara yii pẹlu iwọn ti o kere julọ" ti a fun ni iwọn apẹrẹ, awọn ẹru ati awọn ihamọ, ati nigbagbogbo ṣe agbejade Organic, awọn ẹya bii egungun. Ọna yii, nigba ti o ba ni idapo pẹlu iṣelọpọ afikun (awọn ẹya iṣelọpọ pẹlu titẹ sita 3D), pese awọn anfani iwuwo to ṣe pataki ni ọkọ ofurufu. AI ṣe iranlọwọ ni iṣeto iṣapeye (agbegbe eyiti yoo wa ni igbagbogbo, kini yoo jẹ idiwọ iwọn didun, bawo ni yoo ṣe ṣalaye awọn ẹru) ati itumọ abajade ni awọn ofin iṣelọpọ.
Aṣayan ohun elo jẹ agbegbe miiran ti iṣowo-pipa. Aluminiomu aluminiomu, titanium, irin ati awọn akojọpọ (apapo; ina ati awọn ohun elo ti o lagbara ninu eyiti awọn okun bi okun erogba ti wa ni idapo pẹlu resini) nfunni ni awọn iwọntunwọnsi agbara-iwuwo-iye-iye-iye-iye-agbara. AI ṣe agbekalẹ tabili kan ti o ṣe afiwe awọn oludije lori agbara kan pato (agbara / iwuwo), ihuwasi rirẹ, ifarada iwọn otutu, ati idiyele; ṣugbọn yiyan ikẹhin ni ipinnu ẹlẹrọ pẹlu itan-ẹri iwe-ẹri ati awọn ododo ipese.
Ohun elo
Ìwúwo (kg/m³)
pato agbara
rirẹ
Aṣoju lilo
Aluminiomu 7075
~2810
ga
alabọde
Torso, awọn egungun, isan
Titanium Ti-6Al-4V
~4430
ga pupọ
dara
Engine òke, ibalẹ jia
Irin (4340)
~7850
alabọde
dara
Ga fifuye bearings
erogba okun apapo
~1600
ti o ga julọ
O dara pupọ (da lori itọsọna)
Wing, iru, ikarahun
Imọran: Ṣayẹwo nọmba kọọkan ninu tabili ohun elo lati inu iwe data ohun elo, kii ṣe lati AI. AI ranti awọn iye aṣoju, ṣugbọn iye ti a tẹ sinu igbesẹ ti nbọ gbọdọ wa lati inu iwe-ẹri data ti a fọwọsi ti alloy ati itọju ooru ti iwọ yoo lo.
Ailagbara kiakia / Alagbara kiakia
Ibere ailagbara:
Wahala ti akọmọ yii ti jade lati jẹ 400 MPa. Ṣe o ailewu?
Ibere ti o lagbara:
Ipa: Iwọ jẹ ẹlẹrọ igbekalẹ agba; O lo ijẹrisi pataki-ailewu. Ọrọ-ọrọ (awọn iye aṣoju): Aluminiomu 7075-T6 akọmọ, tente von Mises wahala ni FEA labẹ fifuye opin jẹ 400 MPa. Agbara ikore ohun elo ~ 503 MPa. Oke ti o ga julọ waye ni igun inu didasilẹ.Iṣẹ: 1) Ṣe iṣiro ifosiwewe ti ailewu fun opin ati ipari (1.5x) fifuye; kọ ẹyọkan.2) Bawo ni MO ṣe ṣayẹwo ti o ba jẹ pe ifaworanhan jẹ isọpọ apapo, igbesẹ nipasẹ igbese.3) Kini afikun onínọmbà ti o nilo ni awọn ofin ti rirẹ? Ihamọ: Maṣe ṣe idajọ “ailewu”; Sọ fun mi lẹhin kini awọn sọwedowo ipinnu le ṣee ṣe. Ṣe iranti mi lati jẹrisi awọn iye ohun elo lati inu iwe data naa.
Awọn awoṣe Ti o le Daakọ
Awoṣe 1 - Akojo ayẹwo ọran:
Ṣẹda atokọ okeerẹ ti awọn ọran fifuye to ṣe pataki (aṣoju ipo) ti MO yẹ ki o gbero ninu apẹrẹ fun eto atẹle: [apakan, iṣẹ-ṣiṣe]. Gbero ọgbọn, gust, iran, titẹ, iwọn otutu, gbigbọn ati awọn ọran asymmetric. Fun ọran fifuye kọọkan, kọ akojọpọ wo ni o ṣe pataki ni gbogbogbo ati bii o ṣe le rii daju. Ti o ba padanu nkankan, samisi bi "ṣayẹwo".
Awoṣe 2 - Okunfa ti ailewu ati iṣiro ala:
Ṣe iṣiro ala ti ailewu lati abajade FEA atẹle (kọ awọn iwọn kedere): tente oke von Mises wahala = [...], ikore ohun elo = [...], agbara Gbẹhin = [...]. Emi yoo jẹrisi nipasẹ iṣiro ọwọ.
Awoṣe 3 - Eto iṣapeye Topology:
Ran mi lọwọ lati ṣalaye iṣeto iṣapeye topology kan (aṣoju): iwọn apẹrẹ =[...], awọn agbegbe ti o gbọdọ wa ni igbagbogbo (fifuye/atilẹyin) =[...], ibi-afẹde = idinku pupọ, ihamọ = ida iwọn didun tabi aapọn. (b) Ti abajade ba jẹ Organic, awọn idiwọ wo ni MO yẹ ki n ṣafikun fun iṣelọpọ (iṣẹ iṣelọpọ afikun, sisanra odi ti o kere julọ)? (c) Bawo ni MO ṣe le rii daju abajade pẹlu FEA?
Àdàkọ 4 — Tabili ìtajà ohun èlò:
Ṣeto tabili ti o ṣe afiwe [apakan, fifuye, iwọn otutu, agbegbe] awọn oludije ohun elo fun ohun elo atẹle: aluminiomu, titanium, irin, apapo. Awọn ibeere: agbara kan pato, ihuwasi rirẹ, ifarada iwọn otutu, iṣelọpọ, idiyele ibatan, idagbasoke iwe-ẹri. Samisi iye nọmba kọọkan pẹlu akọsilẹ “ṣayẹwo lati iwe data”; ma kọ gangan iye, fun aṣoju ibiti o.
Awọn ọran Mini
Ọran 1 — Singularity ti wa ni ro lati wa ni gidi. Onimọ-ẹrọ ṣe ijaaya nigbati o ba wo aapọn tente oke ti FEA-fi han ti 620 MPa ni akọmọ asopọ kan; ikore ohun elo jẹ 503 MPa, ala naa han odi. Idanwo tinrin nẹtiwọọki ti a daba nipasẹ AI ni a lo: bi nẹtiwọọki naa ti di iwuwo, aapọn naa pọ si lati 620 si 680, lẹhinna si 740 MPa, ie ko ṣe apejọpọ. Eleyi jẹ kan singularity; Iṣoro otitọ n gbe ni 410 MPa nigbati fillet kekere kan ti o wa ni igun ti wa ni apẹrẹ ati pe o tun yanju lẹẹkansi, ati pe ala naa di rere. Ẹkọ: wahala ailopin ailopin jẹ nọmba, kii ṣe ti ara.
Ọran 2 - Topology iṣapeye fi iwuwo 28% pamọ. Ẹgbẹ topology-iṣapeye akọmọ iṣagbesori ẹrọ ti apẹrẹ ibile jẹ 1.85 kg. AI ṣe iranlọwọ ṣeto iṣeto (awọn agbegbe ti o wa titi, ihamọ iwọn didun); Abajade geometry Organic ti ni ibamu lati ṣejade nipasẹ iṣelọpọ aropo ni titanium, idinku iwuwo si 1.33 kg. Sibẹsibẹ, ẹgbẹ naa ko fọwọsi geometry iṣapeye laisi ṣiṣe nipasẹ afọwọsi FEA ati itupalẹ rirẹ; nitori ti o dara ju ìfọkànsí agbara aimi ati ki o ko taara ro rirẹ. Ẹkọ: iṣelọpọ iṣapeye jẹ ibẹrẹ, kii ṣe apẹrẹ ti a fọwọsi.
Ọran 3 - Nigba ti rirẹ ti wa ni bikita. Ẹgbẹ ọmọ ile-iwe kan jẹrisi oke iyẹ kan ti o han pe o ni ọpọlọpọ ala ni itupalẹ aimi; AI leti wa pe ala aimi to, ṣugbọn gbigbe-pada leralera ati awọn ẹru ibalẹ yoo pinnu igbesi aye rirẹ. Iṣiro ti o rọrun pẹlu igbi S-N (iwọn wahala - nọmba awọn ibatan awọn iyipo) fihan pe apẹrẹ le bẹrẹ awọn dojuijako ni awọn akoko 20,000, lakoko ti igbesi aye ibi-afẹde jẹ awọn iyipo 60,000. Apakan naa tun ṣe atunṣe nipasẹ didin kikankikan wahala naa. Ẹkọ: ailewu aimi ko tumọ si ailewu rirẹ.
Awọn aṣiṣe ti o wọpọ
- Asise awọn singularity fun gidi ẹdọfu. Awọn ailopin npo wahala ni igun didasilẹ jẹ nọmba; A ko fi ohun elo kun laisi idanwo tinrin.
- O kan n wo idiyele aimi. Rirẹ labẹ awọn ẹru ti o leralera le fọ apakan ti o han ni ailewu aimi.
- Ngba iye ohun elo lati AI. Iye agbara lati ṣe iṣiro wa lati iwe data ifọwọsi ti alloy ati itọju ooru.
- Asise awọn iṣapeye o wu fun a wadi oniru. Abajade topology ko fọwọsi laisi ijẹrisi FEA, iṣelọpọ ati ṣayẹwo rirẹ.
- Fifi sori apoowe ẹru ni pipe. Ẹru fifuye ti o padanu (isalẹ aibaramu, titẹ) le jẹ pataki julọ.
Ni akojọpọ
Onínọmbà igbekale ni ṣonṣo ti aabo-lominu ni; wahala tabi ifosiwewe ti aṣiṣe ailewu taara taara si ikuna igbekale. AI jẹ oluranlọwọ ti o lagbara ni siseto awọn ọran fifuye, itumọ abajade, iṣeto iṣapeye topology ati iṣowo ohun elo. Ṣugbọn awọn aapọn ti o ga julọ jẹ iṣeduro nipasẹ iyasọtọ, awọn abajade nipasẹ iṣiro ọwọ, awọn iye ohun elo nipasẹ iwe data, awọn ala aimi nipasẹ rirẹ. Ijade iṣapeye jẹ aaye ibẹrẹ; Ifọwọsi ipari jẹ itupalẹ idaniloju ati atunyẹwo ẹlẹrọ.
Ohun elo iṣẹ-ṣiṣe
Ṣetumo fifuye aṣoju ati oju iṣẹlẹ ohun elo fun apakan igbekale ti o rọrun (akọmọ, egungun, ọna asopọ). Lilo AI, (a) fa atokọ ayẹwo ti awọn ọran fifuye to ṣe pataki, (b) ṣe iṣiro ati rii daju nipasẹ iṣiro ọwọ opin ati awọn ifosiwewe to gaju ti ailewu fun aapọn tente ti a fun, (c) rin nipasẹ bii o ṣe le ṣayẹwo boya tente oke kan jẹ ẹyọkan. Ṣeto tabili iṣowo ohun elo kan ki o rii daju o kere ju iye kan pẹlu iwe data naa.
akojọ ayẹwo
- [] Mo ti ṣe akojọ awọn ọran fifuye to ṣe pataki bi apoowe okeerẹ.
- [] Mo ṣe iṣiro olusọdipúpọ ailewu lọtọ fun opin ati fifuye ipari ati fi idi rẹ mulẹ pẹlu iṣiro ọwọ.
- [] Mo ṣayẹwo boya awọn aapọn tente oke jẹ ẹyọkan pẹlu idanwo tinrin.
- [] Ni afikun si ala aimi, Mo ṣe ayẹwo rirẹ / ifarada ibajẹ.
- [] Mo jẹrisi awọn iye ohun elo lati inu iwe data ifọwọsi.
- [] Mo ti kọja iṣelọpọ iṣapeye topology nipasẹ afọwọsi FEA.