Γενετικός σχεδιασμός πλανητικού μηχανισμού για 3D εκτύπωση

Abstract

Ο γενετικός σχεδιασμός πλανητικού συστήματος γραναζιών αποτελεί μια καινοτόμο προσέγγιση στη βελτιστοποίηση μηχανικών εξαρτημάτων, αξιοποιώντας τεχνικές τεχνητής νοημοσύνης και εξελικτικούς αλγορίθμους. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός αποδοτικού πλανητικού μηχανισμού με τη χρήση του λογισμικού Autodesk Fusion 360, συνδυάζοντας γενετικούς αλγορίθμους και παραμετρικό σχεδιασμό, προκειμένου να βελτιστοποιηθεί η αντοχή, η απόδοση και το βάρος του συστήματος. Στην εργασία αναλύεται η θεωρητική βάση των πλανητικών μηχανισμών, η λειτουργία τους και οι βιομηχανικές εφαρμογές τους, καθώς και η συμβολή των γενετικών αλγορίθμων στη σχεδίαση και βελτιστοποίηση μηχανικών συστημάτων. Επιπλέον, γίνεται πρακτική εφαρμογή μέσω Autodesk Fusion 360, όπου υλοποιείται η δημιουργία μοντέλου, η εφαρμογή των γενετικών αλγορίθμων και η αξιολόγηση του τελικού σχεδίου μέσω ανάλυσης προσομοίωσης (Finite Element Analysis - FEA) και μελετών δυναμικής κίνησης. Η μελέτη ολοκληρώνεται με τον έλεγχο μέσω της εφαρμογής Ansys και με την προετοιμασία του μοντέλου για τρισδιάστατη εκτύπωση. Εξετάζεται το κατάλληλο υλικό εκτύπωσης (πλαστικό υψηλής αντοχής), οι βέλτιστες ρυθμίσεις εκτύπωσης, καθώς και η δοκιμαστική εκτύπωση και αξιολόγηση του αποτελέσματος. Μέσα από συγκριτική ανάλυση διαφορετικών σχεδιαστικών παραμέτρων, προτείνεται ένα βελτιστοποιημένο πλανητικό σύστημα γραναζιών, κατάλληλο για εφαρμογές στη ρομποτική, τη μηχανολογία και τη βιομηχανία. Η εργασία καταλήγει σε συμπεράσματα σχετικά με την αποτελεσματικότητα της μεθόδου γενετικού σχεδιασμού και τις δυνατότητες περαιτέρω βελτιστοποίησης με τη χρήση προηγμένων αλγορίθμων μηχανικής μάθησης.