This research paper focuses on the design and optimization of a ring type mechanical force transducer known as a proving ring. Three different optimization codes were used and compared to develop a universal ring design with optimum stress and enhanced ring sensitivity. In the optimization section, minimum ring thickness was found between 45 and 60° with maximum thickness at point of load application across all three optimization codes. Generalized reduced gradient code (GRG) yielded the largest decrease in maximum stress at 98% with a ring sensitivity increased by 19.5%. Bidirectional evolutionary structural optimization code (BESO) sees a slight reduction of stress at horizontal location at 8.3% but sensitivity was increased by 8%. ABAQUS shape optimization codes saw significant decrease in stress at horizontal location with reduction of 66.5% with ring sensitivity having the largest increase by 48.7%. From the optimization results, a simple geometric modification of the circular ring was made. Using finite element analysis, the modified ring design showed increased sensitivity as well as better stress levels compared to the conventional circular and octagonal ring shapes. With respect to the stress and deflection characteristics of the modified ring, the design can be said to be universal due to no minimal change in those factors when ring size increases. A last design modification was made to the modified ring by implementing a double ring design with two curved sections. It was found that the double ring design had lower stress levels compared to the modified ring with a slight increase in ring sensitivity.

本研究论文着重于环形和环形机械力传感器的设计和优化，该环形传感器称为试验环。使用了三种不同的优化代码并进行了比较，以开发具有最佳应力和增强的环灵敏度的通用环设计。在优化部分中，发现在所有三个优化代码中，最小的环厚度在45至60°之间，并且在施加载荷时的最大厚度。广义简化梯度码（GRG）产生的最大应力下降最大，为98％，环灵敏度提高了19.5％。双向演化结构优化代码（BESO）在水平位置的应力略有降低，为8.3％，但灵敏度提高了8％。ABAQUS形状优化代码使水平位置的应力显着降低，降低了66。环灵敏度为5％，增幅最大为48.7％。根据优化结果，对圆环进行了简单的几何修改。与常规的圆形和八边形环形相比，使用有限元分析，改进的环形设计显示出更高的灵敏度以及更好的应力水平。关于改进环的应力和挠度特性，可以说设计是通用的，因为当环尺寸增加时，这些因素没有最小的变化。通过实施具有两个弯曲部分的双环设计，对修改后的环进行了最后的设计修改。已经发现，与改进的环相比，双环设计具有较低的应力水平，并且环的灵敏度略有提高。根据优化结果，对圆环进行了简单的几何修改。与常规的圆形和八边形环形相比，使用有限元分析，改进的环形设计显示出更高的灵敏度以及更好的应力水平。关于改进环的应力和挠度特性，可以说设计是通用的，因为当环尺寸增加时，这些因素没有最小的变化。通过实施具有两个弯曲部分的双环设计，对修改后的环进行了最后的设计修改。已经发现，与改进的环相比，双环设计具有较低的应力水平，并且环的灵敏度略有提高。根据优化结果，对圆环进行了简单的几何修改。与常规的圆形和八边形环形相比，使用有限元分析，改进的环形设计显示出更高的灵敏度以及更好的应力水平。关于改进环的应力和挠度特性，可以说设计是通用的，因为当环尺寸增加时，这些因素没有最小的变化。通过实施具有两个弯曲部分的双环设计，对修改后的环进行了最后的设计修改。已经发现，与改进的环相比，双环设计具有较低的应力水平，并且环的灵敏度略有提高。与常规的圆形和八边形环形相比，改进的环形设计显示出更高的灵敏度以及更好的应力水平。关于改进环的应力和挠度特性，可以说设计是通用的，因为当环尺寸增加时，这些因素没有最小的变化。通过实施具有两个弯曲部分的双环设计，对修改后的环进行了最后的设计修改。已经发现，与改进的环相比，双环设计具有较低的应力水平，并且环的灵敏度略有提高。与常规的圆形和八边形环形相比，改进的环形设计显示出更高的灵敏度以及更好的应力水平。关于改进环的应力和挠度特性，可以说设计是通用的，因为当环尺寸增加时，这些因素没有最小的变化。通过实施具有两个弯曲部分的双环设计，对修改后的环进行了最后的设计修改。已经发现，与改进的环相比，双环设计具有较低的应力水平，并且环的灵敏度略有提高。可以说该设计是通用的，因为当环尺寸增加时，这些因素没有最小的变化。通过实施具有两个弯曲部分的双环设计，对修改后的环进行了最后的设计修改。发现双环设计与改良环相比具有较低的应力水平，并且环灵敏度略有增加。可以说该设计是通用的，因为当环尺寸增加时，这些因素没有最小的变化。通过实现具有两个弯曲部分的双环设计，对修改后的环进行了最后的设计修改。已经发现，与改进的环相比，双环设计具有较低的应力水平，并且环的灵敏度略有提高。