عنوان پایان‌نامه
پیش¬بینی ارتعاش تراکتور دو چرخ در حالت حمل ونقل با سوخت بیو دیزل با استفاده از شبکه¬های عصبی مصنوعی
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-مکانیک ماشینهای کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 58009
- تاریخ دفاع
- ۱۵ بهمن ۱۳۹۱
- دانشجو
- رحمان عبدالله زاده خاکیانی
- استاد راهنما
- سیدرضا حسن بیگی بیدگلی, محمد ابونجمی
- چکیده
- ارتعاش منتقل شده از تراکتور دو چرخ به بدن راننده باعث ناراحتی، آسیب و کاهش بازده کار می¬گردد. استفاده بسیار وسیع از سوخت¬های فسیلی در موتورهای احتراق داخلی سبب کاهش منابع این سوخت¬ها و همچنین افزایش گازهای گلخانه¬ای و آلودگی محیط زیست شده است. در این میان بیودیزل به دلیل عدم وجود گوگرد، نیتروژن و آروماتیک¬های پلی سایکلیک و آلاینده¬های هوا و وجود ویژگی¬های مشابه با سوخت دیزل، سوخت مناسبی به نظر می¬رسد. در این پژوهش ارتعاش وارد شده از تراکتور دوچرخ با توان 13 اسب بخار به کاربر در حالت حمل و نقل در سطح جاده آسفالت بررسی شد. سیگنال¬های شتاب ارتعاش منتقل شده در موقعیت‌های مختلف مطابق با استانداردهای ISO 5349 برای ارتعاش منتقل شده به دست- بازو و ISO 2631 برای قرار گیری کل بدن در معرض ارتعاش و همچنین در موقعیت¬های دسته تراکتور دوچرخ، مچ دست، بازو، قفسه سینه راننده و موقعیت صندلی تریلر متصل شده به تراکتور دوچرخ در سه جهت طولی، عمودی و جانبی با پنج نوع مخلوط سوخت دیزل و بیودیزل (2%، 4%، 6% و 8%) در پنج سطح سرعت موتور (1400، 1600، 1800، 2000 و 2200 دور بر دقیقه) و با چهار نسبت دنده 2 سبک، 3 سبک، 2 سنگین و 3 سنگین در حوزه زمان اندازه¬گیری و ذخیره شدند. هدف کلی تحقیق حاضر، تحلیل آماری RMS شتاب ارتعاش در قالب فاکتوریل با طرح پایه کاملاً تصادفی و مدل¬سازی به منظور برآورد RMS شتاب ارتعاش در تمام موقعیت¬ها به طور جداگانه با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و برنامه¬نویسی ژنتیک می¬باشد. نتایج نشان داد ¬که با تغییر پارامترهای نوع سوخت، سرعت موتور، موقعیت اندازه¬گیری ارتعاش، نسبت دنده و راستای اندازه¬گیری همگی تأثیر معنی¬داری در سطح 1% بر مقادیر RMS شتاب ارتعاش تراکتور دوچرخ داشتند. با افزایش درصد ترکیب بیودیزل با دیزل میزان RMS شتاب ارتعاش نسبت به سوخت دیزل کاهش معنی¬داری داشت به نحوی که میانگین RMS شتاب ارتعاش B8 کم‌ترین مقدار بود. با افزایش سرعت دورانی موتور از 1400 تا 2000 دور بر دقیقه، میانگین RMS شتاب ارتعاش به طور کلی در همه دنده¬ها و موقعیت¬ها افزایش داشت؛ اما مقدار RMS شتاب در سرعت موتور 2000 از مقدار آن در سرعت 2200 بیشتر است. به غیر از موقعیت دسته تراکتور دوچرخ در سایر موقعیت¬ها در دنده¬های سبک‌تر مقدار RMS شتاب بیشتر از دنده¬های سنگین است و این به علت افزایش سرعت پیشروی در این دنده¬هاست؛ اما در موقعیت دسته تراکتور در دنده¬های سنگین مقدار شتاب ارتعاش تشدید می¬شود. مقادیر RMS شتاب ارتعاش وابسته به جهت مختصات بوده و مقدار RMS شتاب ارتعاش در جهت عمودی بیشتر از جانبی و جانبی بیشتر از طولی بود. نتایج مدل¬سازی توسط شبکه عصبی نشان داد که بهترین مدل برازش شده برای داده¬های موقعیت دسته، مچ دست، بازو، صندلی، قفسه سینه، موقعیت دست- بازو و کل بدن با میزان ضریب تعیین به ترتیب 963/0، 683/0، 725/0، 927/0، 868/0 و 970/0 می¬باشند. بهترین مدل برازش شده توسط الگوریتم برنامه¬نویسی ژنتیک به داده¬های موقعیت دسته، مچ دست، بازو، صندلی، قفسه سینه، موقعیت دست- بازو و کل بدن با میزان ضریب تعیین به ترتیب 94/0، 92/0، 93/0، 98/0، 92/0، 96/0 و 96/0 می¬باشند.
- Abstract
- Vibration of two wheels tractor transmitted to the body of driver leads to discomfort, injury and work efficiency is reduced. Widespread use of fossil fuels in internal combustion engines to reduce fuel sources and also has increased emissions and environmental pollution. The biodiesel due to the absence of sulfur, nitrogen and aromatics, polycyclic of air pollutants and features are similar to diesel fuel, it looks appropriate. In this study, the vibration acceleration signals for evaluation were obtained in a field experiment using a 13-hp power tiller transporting a semi-mounted trailer with a 10000 N load in it. The vibration transmitted to hand-arm and whole-body of a power tiller operator was evaluated. The hand-arm transmitted vibration (HTV) and whole-body vibration (WBV) were measured respectively according to ISO 5349 and ISO 2631 standards and also the position of the power tiller handle, wrist, arm, chest and connected to the power tiller trailer driver seat position in the longitudinal, vertical and lateral with mixing five types of diesel and biodiesel fuel (2%, 4%, 6 % and 8%) in five engine speeds (1400, 1600, 1800, 2000 and 2200 rpm) with four gear ratios 2 light, 3 light, 2 heavy and 3 heavy in the time domain were measured and stored. The overall objective of this study, statistical analysis of vibration acceleration in factorial completely randomized design and Modeling to estimate the vibration acceleration is in all positions separately using artificial neural networks and genetic programming. The results showed that by changing the parameters of the fuel type, engine speed, and vibration measurement of positions, gear ratios and to measure the impact of all significant at 1% RMS valuesof vibration acceleration power tiller. Increasing biodiesel blending with diesel RMS vibration acceleration levels were significantly lower than diesel fuel so that the lowest average RMS vibration acceleration B8. By increasing the rotational speed of the engine from 1400 to 2000 rpm was increased the average RMS of vibration acceleration in all gears and positions but the RMS value of the acceleration in 2000 engine speed is more than 2200 speed of its value. Except from position of handle in the two-wheel tractor in other positions in lighter gear acceleration RMS values is more than the heavy gear and this is due to the increased speed in gears; But the positions of handle in heavy gear acceleration vibration is resonance. RMS values of vibration acceleration depend on the coordinates and the RMS value of vibration acceleration in the vertical direction is more than the longitudinal and lateral directions. Neural network modeling results showed that the best fitted model for positions of handle, wrist, arm, seat, chest, HTV and WBV with a coefficient of determination are 0.963, 0.683, 0.725, 0927, 0.868 and 0.970, respectively. The best-fit model by genetic programming algorithm for positions of handle, wrist, arm, seat, chest, HTV and WBV with a coefficient of determination are 0.94, 0.92, 0.93, 0.98, 0.92, 0.96 and 0.96, respectively. Keywords: Power tiller, Biodiesel, vibration acceleration, artificial neural networks, genetic programming.
