Resumen

Los mecanismos conformes basados en la flexión son cada vez más prometedores en ingeniería de precisión, robótica y otras aplicaciones, gracias a sus excelentes ventajas de ausencia de fricción, holgura, desgaste y ensamblaje mínimo. Sin embargo, su diseño y análisis siguen siendo un reto debido al acoplamiento de comportamientos cinemático-mecánicos con grandes deflexiones no lineales en comparación con sus homólogos de cuerpo rígido. El diseño óptimo es un aspecto importante en el campo de los mecanismos conformes y ha atraído mucha atención durante las últimas décadas. Especialmente, cuando se considera un diseño de optimización multiobjetivo para mecanismos conformes, el problema es cada vez más complicado. Así, este artículo presenta un nuevo método computacional híbrido eficiente para resolver el diseño de optimización multiobjetivo de mecanismos conformes. Se emplea como ejemplo de diseño un mecanismo flexible de Scott Russell para mostrar las ventajas del método de optimización propuesto. El método propuesto se desarrolla hibridando el enfoque de la función de deseabilidad, el sistema de lógica difusa, el sistema de inferencia neuro-fuzzy adaptativo (ANFIS), y la optimización del procedimiento de fijación del rayo (LAPO). En primer lugar, se crea un modelo de elementos finitos 3D y se emplea el diseño compuesto central para construir una matriz numérica. En primer lugar, se refinan las variables de diseño utilizando el análisis de la varianza y el enfoque Taguchi en términos de eliminar considerablemente el espacio de las variables de diseño. Posteriormente, se determinan los valores de deseabilidad de dos funciones objetivo y se transfieren al sistema de lógica difusa. La salida del sistema de lógica difusa se considera una única función objetivo combinada. A continuación, la modelización de la salida difusa se establece mediante el desarrollo del modelo ANFIS. Por último, se adopta el algoritmo LAPO para resolver el problema de optimización multiobjetivo del mecanismo. Se investigan tres ejemplos numéricos para validar la viabilidad y la eficacia del rendimiento de la metodología propuesta. Los resultados muestran que la metodología propuesta es más eficiente que la lógica difusa tradicional basada en Taguchi. Además, la eficiencia de rendimiento del enfoque propuesto supera al algoritmo Jaya y al algoritmo TLBO mediante la prueba de rangos con signo de Wilcoxon y la prueba de Friedman. Los resultados de este artículo proporcionan un enfoque útil para problemas de optimización complejos.

• Materias:Matemáticas Análisis Matemático Álgebra Ingeniería Matemática aplicada Lógica matemática
• Subjects:mathematics Mathematical Analysis Algebra Engineering Applied Mathematics Mathematical logic
• Palabras claves:sistema de lógica difusa, mecanismos conformes, diseño de optimización multiobjetivo, variables de diseño, eficacia del rendimiento, modelo de elementos finitos 3d, optimización del procedimiento de sujeción de rayos, nuevo método computacional híbrido eficaz, diseño de compuestos centrales, problemas de optimización complejos
• Keywords:fuzzy logic system, compliant mechanisms, multiobjective optimization design, design variables, performance efficiency, 3d finite element model, lightning attachment procedure optimization, new efficient hybrid computational method, central composite design, complex optimization problems