Optimum design of a micro-positioning compliant ‎mechanism based ‎on neural network ‎metamodeling

Message:
Article Type:
Research/Original Article (دارای رتبه معتبر)
Abstract:
This paper presents a comprehensive investigation of the optimization process of a ‎‎compliant nano-‎‎positioning mechanism based on a high-accuracy metamodel. Within ‎this ‎study, analytical approach, ‎finite ‎element analysis (FEA), and deep neural network ‎‎(DNN) ‎are integrated in order to achieve the ‎optimum ‎design of a parallel 2-degree-of-‎freedom‎ ‎compliant positioner while taking a broad range of ‎factors into ‎account. First, a ‎linear ‎regression analysis is performed on the primary finite element model ‎as a sensitivity ‎‎analysis. ‎Then an analytical model is established to express one of the objective ‎‎functions of ‎design, ‎namely the mechanism working range, as a function of ‎characteristic features: the ‎‎mechanism stiffness ‎and displacement amplification ratio (λ). ‎In the optimization ‎procedure, a single ‎objective constrained ‎particle swarm optimization ‎‎(SOCPSO) algorithm ‎acts on the metamodel to ‎maximize the resonant ‎frequency and ‎provide the minimum ‎acceptable working range. The proposed ‎optimization guideline is ‎‎established for seven ‎different desired working ranges and succeeded in ‎predicting the ‎objective function ‎with ‎an error of less than 3%. The findings provide insights into the ‎‎design and geometric ‎optimization of the ‎mechanical structures. Furthermore, it will be ‎employed as a ‎guideline ‎for implementing DNN for ‎metamodeling in other engineering ‎problems.‎
Language:
English
Published:
Journal of Computational Applied Mechanics, Volume:54 Issue: 2, Jun 2023
Pages:
236 to 253
magiran.com/p2587964  
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 1,390,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 70 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!