مدل سازی و بهینه سازی رشته مرتعش مبتنی بر جرم و فنر با استفاده از روش های تحلیل مودال و الگوریتم بهینه سازی رقابت استعماری

شبیه سازی رفتار مکانیکی رشته ها در بسیاری از زمینه ها مانند طراحی روشی برای کنترل کیفیت رشته ها در مهندسی نساجی، موضوع درخور توجهی است. روش های مختلفی برای شبیه سازی سازه رشته ای ارائه شده است. مدل جرم، فنر و دمپر روش معمولی مبتنی بر فیزیک است. این روش از روش های شبیه سازی بوده که به دلیل شبیه سازی سریع و مطابقت بیشتر با واقعیت، بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. هدف از این مقاله، ارائه مدل فیزیکی برای شبی هسازی رفتار ارتعاشی یک رشته مونوفیلامنت است. مدل حاصل که بر حسب ماتریس های جرم و سختی است، برای کاربردهایی مانند تحلیل حساسیت و پیش بینی رفتار دینامیکی در اثر ایجاد تغییرات، نقش اساسی دارد. ابتدا با استفاده از مدل جرم، فنر و دمپر سامانه ای برای شبیه سازی واقع بینانه از ارتعاش عرضی رشته ارائه می شود. سپس، با استفاده از روش های تحلیل مودال و مبتنی بر الگوریتم رقابتی استعماری، پارامترهای مدل تعیین می شوند. برای جمع آوری داده های تجربی، ارتعاش ت کرشته های ساده در تمام نقاط آن ها با دوربین سرعت زیاد ضبط شده و فن پردازش ویدیو برای ثبت سیگنال ارتعاشی اعمال می شود. سرانجام مونوفیلامنت ها در شرایط طراحی شده برای ارتعاش، شبیه سازی شده و با نتایج واقعی آن ها مقایسه می شوند تا پارامترهای مدل تایید شوند. نتایج نشان می دهد، مدل بهینه سازی شده قابلیت پیش بینی رفتار ارتعاشی مونوفیلامنت ها را با خطای کمتر از % 3/ 12 دارد. با توجه به مقادیر خطای به دست آمده می توان اظهار داشت، نتایج حاصل از تحلیل مودال دقیق تر بوده است.