基于连续遗传算法的螺旋弹簧优化设计

Tecnura Pub Date : 2021-10-01 DOI:10.14483/22487638.18617
Miguel Rodriguez Cabal, Juan Diego Betancur Gomez, Luis Fernando Grisales Noreña
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摘要

目的:提出一种连续遗传算法(CGA)来实现闭合螺旋弹簧的优化设计。方法:解决方案方法以螺旋弹簧总体积最小化为目标函数,以钢丝直径、平均直径和活跃线圈数量为主要变量。作为一组限制,实现了上述元素安全和适当设计的物理和技术要求。作为一种求解方法,使用CGA,并使用专业文献中实现的不同优化算法作为比较方法,以解决所解决的问题。结果:所得结果表明,CGA获得了最小体积值,与最佳报告技术相比减少了1.5%,处理时间小于1s,这表明所提出的方法在溶液质量和处理时间方面取得了最佳结果。结论:仿真结果表明,与其他技术相比,CGA以较低的计算成本获得了最佳解决方案,并提供了满足设计物理和技术要求的解决方案。
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Diseño óptimo de un resorte helicoidal usando un algoritmo genético continuo
Objetivo: En este artículo de investigación se propone un algoritmo genético continuo (CGA) para realizar el diseño óptimo de un resorte helicoidal de bobina cerrada. Metodología: La metodología de solución emplea como función objetivo la minimización del volumen total de un resorte helicoidal, considerando como variables principales el diámetro del alambre, el diámetro promedio y el número de bobinas activas. Como conjunto de restricciones se implementan los requerimientos físicos y técnicos para el diseño seguro y adecuado del elemento mencionado. Como método de solución se emplea un CGA, y como métodos de comparación son usados diferentes algoritmos de optimización que han sido implementados en la literatura especializada para dar solución al problema abordado.   Resultados: Los resultados obtenidos muestran que el CGA obtiene el mínimo valor de volumen, siendo menor en un 1,5% en comparación con la mejor técnica reportada, con un tiempo de procesamiento menor a 1 s, lo cual demuestra que la metodología propuesta obtiene los mejores resultados en términos de calidad de la solución y tiempo de procesamiento. Conclusiones: Los resultados de simulación muestran que el CGA obtiene la mejor solución en comparación con las demás técnicas, a un bajo costo computacional y entregando una solución que cumple con los requerimientos físicos y técnicos del diseño.        
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