Síntese estrutural e otimização dimensional de mecanismos de direção

Abstract

O objetivo desta dissertação é propor um procedimento para a síntese estrutural e a otimização dimensional de mecanismos de direção. A síntese estrutural de mecanismos de direção consiste na listagem de todos os mecanismos que cumprem os critérios de mobilidade e simetria necessários. Na síntese estrutural foram consideradas cadeias cinemáticas de quatro, seis e oito elos, com juntas simples e, logo formando mecanismos com juntas prismáticas e rotativas. A síntese dimensional consiste na determinação das dimensão do mecanismo de modo que cumpra com os critérios cinemáticos desejados. O problema de síntese dimensional foi formulado como um problema de otimização, considerando a geometria Ackerman como a função de movimento desejado. No método de síntese ótima proposto, utilizou-se coordenadas naturais na modelagem matemática que descreve a cinemática do mecanismo, e propondo um algoritmo genético implementado no software MALAB. Para a validação dos resultados foram considerados os mecanismos de direção tradicionais e, comparando-os com métodos da literatura. O método de otimização também é aplicado a novos mecanismos encontrados com a síntese estrutural.<br>

Abstract: The aim of this work is to propose a procedure for structural synthesis and dimensional optimization of steering mechanisms. The structural synthesis of steering mechanisms is the list of all the mechanisms that meet the criteria of mobility and symmetry required. In the structural synthesis were considered kinematic chains of four, six and eight links with simple joints, forming mechanism by the permuting of the joints between prismatic and revolute joints.The dimensional synthesis determine the dimension of such mechanism that have the criteria kinematic desired. The problem of dimensional synthesis was formulated as a optimization problem, considering the Ackerman geometry as a function desired movement. In the optimal synthesis method proposed was used natural coordinates by mathematical modeling that describes the kinematics of the mechanism, and propose a genetic algorithm implemented in Matlab. To validate the results were considered traditional steering mechanisms with recent steering methods from the literature. The optimization method is also applied to new mechanisms found to structural synthesis.