Sonlu Elemanlar Yöntemi ve Yapay Sinir Ağı Kullanarak Atış Öncesi Namlu Ucu Yer Değiştirmenin Tahmin Edilmesi

Abstract

Gerçekçi uygulamalar için tasarım ve kontrol mühendisleri, düzgün olmayan geometri, değişken hız yüklemeleri, belirsiz sönüm durumları vb. gibi pek çok doğrusal olmayan özelliği barındıran bazı titreşim problemleriyle başa çıkmada sınırlı modelleme seçeneklerine sahiptir. Bu nedenlerden dolayı, doğrusal olmayan sistemlerin gerçek davranışlarını belirlemek için çok sayıda zaman alıcı ve yüksek maliyetli deneysel çalışmaların yapılması gerekmektedir. Ancak Sonlu Elemanlar Yöntemi (FEM) gibi çoklu hesaplama yöntemlerinin avantajları Yapay Sinir Ağı (YSA) ile birlikte kullanılarak birçok karmaşık mühendislik problemi bir dereceye kadar ele alınıp çözülebilir. Bu çalışma, doğru atış beklentisini karşılamak amacıyla namluların doğrusal olmayan titreşimleriyle başa çıkmak için yeni bir kolektif yöntem önermektedir. Farklı amaçlarda kullanılan mühimmatların tüm ateşleme koşulları için bilinen analitik yöntemleri kullanarak pratikte namlu kirişinin dinamik davranışını belirlemek zaman alıcıdır, bunun sebebi farklı mühimmatların mermi çekirdekleri farklı kütleye ve çıkış hızına sahiptir. Tüm durumları kapsamak amacıyla bu çalışma, FEM’i YSA ile birleştiren yeni bir yöntem önermektedir ve bu yöntem, bazı durumlarda namlunun tam dinamik davranışını belirlemek ve ardından tüm diğer olası ateşleme durumlarında davranışı kesin olarak tahmin etmek için kullanılabilir. Bu çalışmada, bir uçaksavar namlusunun belirli bir menzil içerisinde tüm mühimmatların doğrusal olmayan davranışlarını FEM tarafından hesaplanan analiz sonuçları kullanılarak eğitilen YSA ile %3,5 doğruluk hatasıyla elde edilmiştir. Önerilen FEM-YSA birleşik yöntemi, daha yüksek atış doğruluğu elde etmek için namlunun doğrusal olmayan titreşimlerinin etkisini telafi etmek amacıyla namluların tasarımı ve kontrolünde mühendisler için çok yararlı olabilir ve yüksek maliyetli deneysel çalışmaları azaltabilir.