بهینه سازی قطر حوضچه در یاتاقان به روش الگوریتم ژنتیک

مقدمه

نیروی اصطکاک علی الرغم فوایدی که در برخی موارد برای انسان داشته است در مواردی هم بعنوان مانع در سر راه انسان بوده و باعث اتلاف مقدار بسیار زیادی از انرژی می شود. بطور مثال از حرارت ناشی از سوخت در خودرو 35 درصد از طریق سیستم اگزوز و 33 درصد از طریق آب و 7 درصد از طریق انتشار در هوا به بیرون از سیستم منتقل می شود و تنها 25 درصد از کل حرارت تولید شده برای انجام کار مفید باقی می ماند که همه این هدر رفتن انرژی حرارت ناشی از وجود اصطکاک در بخشهای مختلف خودرو می باشد. در تکیه گاه شفت بروی دیواره ها نیز نیروی اصطکاک بین شفت و دیواره باعث اتلاف انرژی می گردد. بمنظور کاهش اصطکاک در تکیه گاه شفتهای دوار از یاتاقانها استفاده می شود. در یک تعریف کلی به هر تکیه گاهی که اصطکاک را کاهش دهد یاتاقان می گویند. در واقع نیروی اصطکاک مزاحم کار تکیه گاهی یاتاقان می باشد.

یافتن روشهای مناسب برای غلبه بر اصطکاک از دیر باز در سرلوحه کارهای بشر بوده است. بیشتر افراد از چرخ بعنوان بزرگترین اختراع در طول اعصار یاد می کنند، در صورتیکه این چنین نیست. بلکه نوآوری واقعی در قراردادن محور چرخ در یاتاقان (تکیه گاه مدور) شکل گرفت. مدارکی دال بر استفاده از سطوح مدور برای کاهش نیروی لازم بمنظور جابجایی اجسام سنگین در زمانهای قدیم وجود دارد. برای مثال مصریان از الوار (تنه درخت) استفاده می کردند. یاتاقان هایی که با چرخ ها و محورهای اولیه به کار می رفت، از نوع محوری بود که در آنها محور با لقی اندکی درون سوراخ یاتاقان قرار می گیرد. در هر حال اختراع چرخ پدیده مهمی بوده است ولی این یاتاقانها بودند که باعث چرخش اجسام می شوند. در ابتدا رومی ها، بلبیرینگ ضد اصطکاک اولیه را در دوران حضرت مسیح (ع) بکار می بردند. باقیمانده های یک کشتی رومی در دریاچه «نمی» حکایت از وجود سه نوع اولیه بلبیرینگ یعنی کروی، استوانه ای و مخروطی (شیبدار) داشت، هر چند در این جستجو مورد استفاده آنها نامشخص ماند.