ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΩΝ

Abstract

ΣΤΗΝ ΠΑΡΟΥΣΑ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΕΞΕΤΑΣΤΗΚΕ Η ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΝΕΩΝ ΑΡΧΩΝ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ, ΟΠΩΣ ΟΙ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΑΝΑΖΗΤΗΣΗΣ, ΣΕ ΚΛΑΣΣΙΚΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΜΗΧΑΝΙΣΜΩΝ, ΣΕ ΑΝΤΙΠΑΡΑΒΟΛΗ ΜΕ ΑΝΑΛΥΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΥΣ ΑΛΛΑ ΚΑΙ ΚΛΑΣΣΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΥΣ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ, ΟΠΩΣ ΕΙΝΑΙ Ο ΗΜΙ-ΣΤΟΧΑΣΤΙΚΟΣ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ ΤΟΥ BOX (Η COMPLEX), ΜΕ ΕΜΦΑΣΗ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΝΕΩΝ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΩΝ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΛΛΗΛΟΥ ΜΟΡΦΗΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΙΚΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ. ΑΡΧΙΚΑ ΕΠΙΧΕΙΡΗΘΗΚΕ Η ΑΠΛΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΙ ΤΥΠΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΕΠΙΠΕΔΩΝ ΜΗΧΑΝΙΣΜΩΝ ΑΛΛΑ ΚΑΙ Η ΑΝΑΓΩΓΗ ΤΗΣ ΣΕ ΕΥΧΡΗΣΤΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΠΡΟΚΑΤΑΡΚΤΙΚΗΣ ΣΥΝΘΕΣΗΣ, ΜΕΣΩ ΤΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΜΙΑΣ ΝΕΑΣ ΜΕΘΟΔΟΥ ΠΟΛΥΒΗΜΑΤΙΚΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΚΑΙ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ ΣΕ ΑΠΛΟΥΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥΣ, ΑΛΛΑ ΚΑΙ ΧΑΡΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΤΥΧΗ ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΤΗΣ ΜΕ ΤΟ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟ ΣΧΕΔΙΑΣΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ "AUTOCAD". ΣΤΗ ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΠΡΟΤΕΙΝΟΝΤΑΙ ΔΥΟ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΕΣ ΝΕΕΣΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΙΛΥΣΗ ΤΟΥ ΚΛΑΣΣΙΚΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΩΝ ΤΡΟΧΙΑΣ 4-ΡΑΒΔΩΝ, Η ΜΕΘΟΔΟΣ ΚΥΚΛΙΚΩΝ ΕΝΑΛΛΑΓΩΝ, ΠΟΥ ΒΑΣΙΖΕΤΑΙ ΣΤΗΝ ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΤΟΥ BURMESTER, ΚΑΙ Η ΜΕΘΟΔΟΣ ΙΕΡΑΡΧΙΚΗΣ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ, ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙΤΟΝ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΑΝΑΖΗΤΗΣΗΣ. ΟΙ ΔΥΟ ΑΥΤΕΣ ΝΕΕΣ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΕΣ ΣΥΝΕΡΓΑΖΟΝΤΑΙ ΑΡΜΟΝΙΚΑ ΚΑΙ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΕΝΤΟΠΙΖΟΥΝ ΤΑΧΕΩΣ ΤΗΝ ΟΛΙΚΑ ΒΕΛΤΙΣΤΗ ΛΥΣΗ. ΤΕΛΟΣ, Η ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΠΕΚΤΕΙΝΕΤΑΙ ΣΕ ΘΕΜΑΤΑ ΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΩΝ ΕΚΚΕΝΤΡΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΚΡΙΒΗ ΚΑΙ ΕΥΣΤΑΘΗ ΟΔΗΓΗΣΗ ΓΡΑΜΜΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΩΝ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ, ΟΠΟΥ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΕΣ ΝΕΕΣ ΕΠΙΤΥΧΕΙΣ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΕΣ ΠΡΟΤΕΙΝΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΘΕ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ. (ΠΕΡΙΚΟΠΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗΣ)

THIS R & D THESIS CONCENTRATES ON THE INTRODUCTION OF NEW OPTIMISATION STRATEGIES, LIKE THE GENETIC SEARCH ALGORITHMS, IN CLASSICAL PROBLEMS OF SYNTHESIS IN MECHANICAL DESIGN OF MECHANISMS. CLASSICAL AND ANALYTICAL OPTIMISATION METHODOLOGIES WERE USED FOR COMPARISON; AND MAINLY THE SEMISTOCHASTIC BOX (OR COMPLEX) ALGORITHM. THE RESEARCH DOES NOT DEAL ONLY WITH THE APPLICATION OF VARIOUS OPTIMISATION METHODS TO SOLVE THE ABOVE STATED PROBLEMS, BUT APPROACHES THEM ALSO BY NEW OPTIMISATION STRATEGIES, PROPOSING NEW ITERATION ALGORITHMS AND OPTIMISATION FUNCTIONS FOR THEIR SOLUTION. INITIALLY, THE KINEMATIC ANALYSIS OFMECHANISMS IS SIMPLIFIED AND STANDARDISED BY THE INTRODUCTION OF THE NEW METHODOLOGY OF MULTI-STEP DECOMPOSITION OF MECHANISMS INTO SIMPLE SUB-MECHANISMS AS WELL AS THE USAGE OF THE POPULAR AUTOCAD PROGRAM AS AN INPUT-OUTPUT TOOL FORTHIS ANALYSIS. NEXT, TWO NEW STRATEGIES ARE PROPOSED FOR THE SYNTHESIS OF PATH GENERATION 4-BAR MECHANISMS, NAMELY THE METHODOLOGY OF "CONTROL POINTS ROTATION", WHICH IS BASED ON THE BURMESTER THEORY, AND THE METHODOLOGY OF "HIERARCHICAL OPTIMISATION WITH ARTIFICIAL CONSTRAINTS FOR THE INPUT ANGLES". TOGETHERTHESE TWO METHODOLOGIES ACHIEVE TO RECOGNISE THE OVERALL OPTIMUM OF THE PROBLEM OR A SOLUTION VERY NEAR TO IT, IRRELEVANT TO THE NUMBER OF CONTROL POINTS OF THE PROBLEM. FINALLY, THE PROBLEM OF DYNAMIC SYNTHESIS OF CAM SYSTEMS FOR THE EFFECTIVE GUIDANCE OF MDOF LINEAR AND NON-LINEAR SYSTEMS IS INVESTIGATED. (ABSTRACT TRUNCATED)