Večkriterijski model za optimiranje polimernih zobnikov

slovenski

2021

letnik 27, številka 2

oblike poškodb   obraba   obratovalni pogoji   polimerni zobniki   Slovenija   temperatura   večkriterijski preračun

Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo
(Obvezni izvod spletne publikacije)

Konstruiranje polimernih zobnikov je zahteven proces zaradi množice med seboj povezanih materialnih, geometrijskih in obratovalnih parametrov, ki skupaj tvorijo zelo kompleksen sistem za analitično obravnavo. Polimerni zobniki odpovejo zaradi različnih poškodb, kot so obraba, lom zaradi utrujanja materiala, poškodbe, ki jih povzroča povišana temperatura, in poškodbe na boku zaradi jamičenja. Vrste poškodb polimernih zobnikov so odvisne od obratovalnih pogojev. Zobniški par bo pri visoki obremenitvi poškodovan zaradi prekomerne temperaturne obremenitve, pri manjši obremenitvi zaradi obrabe, v primeru mazanja bo do loma zob prišlo zaradi utrujanja materiala. Zaradi velikega razpona mehanskih lastnosti, termičnih karakteristik in triboloških pogojev je obnašanje pri odpovedi polimernih zobnikov zelo raznoliko. Glavni prispevek tega članka je večkriterijski model, ki omogoča sočasno upoštevanje različnih kriterijev, kot so: napetost v korenu in na boku zoba, temperatura zobnika v korenu, temperatura v kontaktu zob, obraba, deformacija, stroški in prostornina. Optimizacijski model je predstavljen na testnem primeru izbranega poševnega ozobja. Avtorji so večkriterijski model vgradili v računalniški program OptiTooth, namenjen preračunu in optimizaciji valjastih zobnikov. Algoritem v prvem koraku omogoča variiranje geometrije glede na različne kriterije: število zob (z., z), širino zobnika (b), kot poševnosti (f3) in normalni modul (mn). V nadaljevanju ima konstrukter pregled nad večjim številom možnih rešitev in tudi nad tem, kako konstrukcijski parametri vplivajo na ciljne kriterije in vrednost večkriterijske funkcije. V nekaj iteracijah preračunov in spreminjanja konstrukcijskih parametrov pride do optimirane geometrije zobniškega para.

09.08.2021