جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "response surface method" در نشریات گروه "مکانیک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «response surface method» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
The goal of this research is to redesign the three-dimensional geometry of a micro horizontal-axis wind turbine blade using response surface methodology. The variation of the two influential design parameters, chord length and twist angle, along the blade is geometrically modelled using a fourth- and second- degree polynomial, respectively. Therefore, the optimization process is performed basing on eight input parameters that describe the initial blade design. The performance of the initial and the new optimized wind turbine are compared using CFD and BEM approaches. To well study fluid flow through the wind turbine and assess its performance, the CFD analysis step is carried out using the RANS equations with the k-ω SST turbulence model. Concerning the optimization step, The MOGA (Multi-Objective-Genetic Algorithm) method is employed in an automated manner based on a metamodel with non-parametric regression NPR to identify the best candidate with high efficiency. The performance of turbine rotor types is analyzed using the open source Qblade software and compared with CFD methodology for different TSR (Tip Speed Ratio) values. An increase of 14.65% and 17.17% in power coefficient is marked for CFD and Qblade, respectively, at the design TSR of 3. Compared to the initial blade, the optimal one produces more lift, has a lower separation area, and performs significantly better performance at all TSR values. The detailed representation of 3D flow via pressure distribution and limiting streamlines on both blade surfaces confirm the optimization target which leads to reduce separation zones and improve rotor torque. Additionally, a 37% improvement in starting operability at the lowest wind speed is achieved compared to the initial rotor.Keywords: CFD, MOGA, RANS, Response Surface Method, Qblade, Optimization
-
تماس و اصطکاک در سیستم های دارای حرکت سبب تولید گرما شده و این عامل بر خواص و عملکرد قطعات تاثیرگذار است. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر پارامترهای سرعت، فشار و ضریب اصطکاک بر گرمای تولید شده در یک سیستم لغزشی خطی بوده و در این راستا از مدل سازی المان محدود مجموعه پیستون یک کمپرسور رفت و برگشتی خطی استفاده شده و نتایج با استفاده از داده های تجربی اعتبارسنجی گردید. همچنین در طراحی آزمایش ها و تحلیل نتایج از روش پاسخ سطح و آنالیز ANOVA بهره گرفته شد. مطالعه نتایج نشان داد پارامترهای سرعت، ضریب اصطکاک و فشار با دما رابطه مستقیم داشته و سرعت بیشترین اثر و فشار کمترین تاثیر را بر گرمای تولید شده دارند. افزایش سرعت موجب افزایش تولید گرما شده اما تاثیر افزایش فشار، برآیندی از اثر افزایش گرمای ناشی از افزایش نیروی اصطکاک و کاهش حرارت ناشی از افزایش سطح تماس موثر و انتقال گرما بهتر می باشد.
کلید واژگان: حرکت لغزشی خطی, دما, مدلسازی عددی, روش پاسخ سطح, آنالیز ANOVA, کمپرسور پیستونی خطیContact and friction in moving systems cause heat generation and this factor affects the properties and performance of parts. The purpose of this research is to investigate the effect of speed, pressure, and friction coefficient parameters on the heat produced in a linear sliding system. In this regard, a finite element model of a linear reciprocating compressor piston assembly was used and the results were validated using experimental data. Also, the response surface method and ANOVA analysis were utilized in the design of experiments and analysis of the results. Investigation of the results showed the parameters of speed, friction coefficient, and pressure have a direct relationship with temperature, speed has the greatest effect and pressure has the least effect on the produced temperature. Increasing the speed causes to increase the heat production, but the effect of increasing the pressure is the result of increasing the heat caused by increasing the friction force and reducing the heat caused by increasing the effective contact surface and better heat transfer.
Keywords: Linear Sliding Motion, Temperature, Numerical Modeling, Response Surface Method, ANOVA Analysis, Reciprocatingcompressor -
در این پژوهش به مدل سازی یک سیستم تجدید پذیر خورشیدی به همراه استفاده از روش هوشمند بهینه سازی جهت افزایش عملکرد سیستم و کاهش هزینه چرخه عمر پرداخته شد و یک سیستم با ترکیبی هدفمند از پنج واحد پنل فتوولتائیک حرارتی، پمپ حرارتی، الکترولایزر غشای تبادل پروتون، منبع ذخیره آب گرم و پیل سوختی برای تامین انرژی مصرفی مورد نیاز یک مجتمع مسکونی 80 واحدی در کشور ایران شامل آب گرم، سرمایش، گرمایش و برق طراحی شد. با استفاده از اطلاعات آب و هوایی شهر ساحلی بندرلنگه در استان هرمزگان عملکرد سیستم پیشنهادی تحلیل شد. مدل سازی سیستم با استفاده از رویکردی جدید توسط نرم افزار ترنسیس انجام شد و بهینه سازی این سیستم جهت افزایش عملکرد سیستم و کاهش هزینه چرخه عمر توسط نرم افزار دیزاین اکسپرت و با استفاده روش سطح پاسخ انجام شد. سه تابع هدف مورد بررسی شامل تولید برق، ضریب آسایش حرارتی و هزینه چرخه عمر سیستم بود و چهار متغیر تصمیم گیری شامل تعداد پنل خورشیدی، ظرفیت پیل سوختی، ظرفیت پمپ حرارتی و ظرفیت الکترولایزر انتخاب شد. نتایج بهینه سازی نشان داد که در بهینه ترین حالت با تعداد 1425 پنل خورشیدی، ظرفیت 65.99 کیلووات برای پیل سوختی، ظرفیت 40.01 کیلوواتی برای پمپ حرارتی و ظرفیت 52.5 کیلوواتی برای الکترولایزر می توان به مقدار تولید 725955.25 کیلووات ساعت در سال با ضریب آسایش حرارتی 0.43 و هزینه چرخه عمر 344014.63 دلار رسید.
کلید واژگان: پنل فتوولتائیک حرارتی, بهینه سازی, روش سطح پاسخ, پیل سوختی, الکترولایزر, پمپ حرارتیIn this research, the modeling of a solar renewable system along with the use of intelligent optimization method was discussed in order to increase the system performance and reduce the life cycle cost. A system with a combination of five units of PVT panel, heat pump, PEM electrolyzer, hot water storage source and fuel cell was designed to provide the required energy consumption of an 80-unit residential complex in Iran, including hot water, cooling, heating and electricity. The performance of the proposed system was analyzed by using the weather information of the coastal city of Bandar Lengeh in Hormozgan province. System modeling was done using a new approach by TRNSYS software. Optimization of this system to increase system performance and reduce life cycle cost was done by Design Expert software and using RSM. The three objective functions investigated included electricity production, PMV and LCC, and four decision variables including the number of solar panels, fuel cell capacity, heat pump capacity and electrolyzer capacity were selected. The optimization results showed that in the most optimal state with the number of 1425 solar panels, the capacity of 65.99 kW for the fuel cell, the capacity of 40.01 kW for the heat pump and the capacity of 52.5 kW for the electrolyzer are in the optimal state. The system can reach the production value of 725955.25 kWh per year in the optimal condition with a PMV of 0.43 and a LCC of 344014.63 $.
Keywords: Photovoltaic Thermal Panel, Optimization, Response Surface Method, Fuel Cell, Electrolyzer, Heat Pump -
The performance and life of centrifugal pumps can be severely impacted by cavitation. In this study, a vortex generator was placed on the blades of the first-stage impeller of a BB4 multistage centrifugal pump to investigate its effect on the local flow field. The response surface method was employed to design various solutions based on the vortex generator's arrangement position, height, and rotation angle and the optimum parameters were φ = 20°, θ = 10°, and h = 1.2114 mm. The results showed that a pressure rise occurred at the corresponding position of the vortex generator, and the pressure variation ranges from 1.99%-8.91%, which is closely related to the height parameter of the vortex generator. In the flow field near the vortex generator, the velocity increased and then decreased along the vertical direction of the blade wall, reaching a maximum height of 1.5 mm. Additionally, the low-velocity zone formed at the end of the vortex generator gradually became larger with the downward movement of the arrangement position, and its velocity varies in the range of about 1.5 m/s-15.7 m/s, and the pressure varies in the range of about 14,000 Pa-125,000 Pa. This research is crucial for understanding the cavitation control principle of vortex generators in centrifugal pumps.Keywords: Cavitation, Centrifugal Pump, Vortex Generator, Response Surface Method, Cavitation Control
-
استفاده از سیستم های ذخیره گرمای نهان با استفاده از مواد تغییر فازدهنده (PCM) راه موثری برای ذخیره انرژی حرارتی است که اخیرا بسیار مورد توجه بوده است. استفاده از فین ها یکی از ساده ترین و ارزان ترین راهکارهای افزایش انتقال حرارت در PCM و افزایش عملکرد سیستم ذخیره سازی است. با توجه به اینکه نحوه چیدمان فین ها در مدت زمان شارژ PCM و در نتیجه راندمان انتقال حرارت تاثیر بسزایی دارد، هدف اصلی از این مطالعه، بهینه سازی چیدمان فین ها در محفظه PCM در یک مبدل حرارتی دولوله ای، جهت کاهش زمان شارژ و در نتیجه افزایش راندمان سیستم ذخیره سازی انرژی است. برای این منظور معادلات حاکم شامل بقای جرم، بقای ممنتوم و بقای انرژی در یک مبدل حرارتی دولوله ای فین دار، با استفاده از نرم افزار انسیس-فلوئنت حل شده اند و رفتار دینامیکی PCM و عملکرد سیستم ذخیره سازی مورد بررسی قرار گرفته است. عملکرد حرارتی-سیالاتی PCM در چیدمان های مختلف فین ها با رسم کانتورهای کسرمایع، بردارهای سرعت و خطوط جریان بطور کامل تحلیل شده اند. همچنین برای یافتن بهترین چیدمان فین ها جهت بهینه سازی عملکرد ذخیره سازی، از روش سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی استفاده شده است. نتایج بدست آمده از سطح پاسخ با منحنی مرتبه سوم رتبه کاسته که از 25 شبیه سازی حاصل شده است، نشان می دهد در مقایسه با حالت بدون فین، چیدمان یکنواخت فین ها حدود 19% و چیدمان بهینه فین ها حدود 56% زمان شارژ را کاهش می دهد که عدد قابل توجهی است.
کلید واژگان: افزایش عملکرد ذخیره سازی, مواد تغیر فاز دهنده, مبدل حرارتی دولوله ای, چیدمان بهینه فین ها, روش سطح پاسخUsing latent heat storage systems with phase change materials (PCM) is an effective way to store thermal energy, which has been of great interest recently. Using fins is one of the simplest and cheapest ways to increase heat transfer in PCMs and increase the performance of the storage system. Since the fin arrangement has a significant impact on the charging time of the PCM, the main goal of this study is to optimize the fin arrangement in the PCM chamber in a double-pipe heat exchanger in order to decrease the charging time, and thus increase the efficiency of the storage system. For this purpose, the governing equations including conservation of mass, momentum, and energy in a finned double-pipe heat exchanger have been solved using ANSYS-Fluent software to investigate the dynamic behavior of PCM. The thermal-hydraulic performance of PCM at different configurations has been fully analyzed by drawing liquid fraction contours, velocity vectors and streamlines. Also, to find the optimal fin arrangement and maximize the storage performance, the response surface method based on the central composite design have been implemented. The results obtained from the response surface with the reduced cubic equaltion show that compared to the case without fins, the charging time reduces by about 19% using the uniform fin configuration, while reduces about 56% using the optimal fins arrangement, which is a significant amount.
Keywords: Increasing Storage Performance, Phase Change Material, Double-Pipe Heat Exchanger, Optimal Fin Arrangement, Response Surface Method -
در سال های اخیر ساخت افزایشی اهمیت چشم گیری در زمینه تولید بدست آورده است. بیشتر تکنولوژی های ساخت افزایشی فلزات، شامل فرآیندهای ذوب و انجماد هستند که سبب ایجاد چالش های متالورژیکی می شوند. ساخت افزایشی اصطکاکی اغتشاشی یک روش ساخت افزایشی حالت جامد جدید می باشد که با چالش های متالورژیکی رایج در روش های ذوبی معمول مواجه نیست. از این فرآیند می توان برای ساخت نانوکامپوزیت های آلومینیوم سیلیکون کاربید که در صنایع مختلف از جمله نظامی، هوافضا، خودروسازی و... کاربردهای فراوانی دارند استفاده نمود. هدف اصلی این تحقیق، تحلیل تجربی اثر متغیرهای سرعت چرخشی ابزار، سرعت پیشروی ابزار و تعداد پاس ها در فرآیند ساخت افزایشی اصطکاکی اغتشاشی بر ریزسختی و میزان سایش نانوکامپوزیت آلومینیوم سیلیکون کاربید تولید شده با این روش می باشد. بدین منظور، از روش سطح پاسخ و نرم افزار مینی تب برای طراحی آزمایش ها، تجزیه و تحلیل آماری و نیز بهینه سازی متغیرها استفاده شد. تنظیمات بهینه سازی چند منظوره با هدف افزایش ریزسختی و کاهش میزان سایش انتخاب شدند. ترکیب مقادیر بهینه متغیرها جهت دستیابی به اهداف بهینه سازی تعیین و نتایج بدست آمده صحت سنجی شد. نتیجه بهینه سازی با مطلوبیت 0/87 در سرعت چرخش ابزار 1000 دور بر دقیقه، سرعت پیشروی ابزار 50 میلی متر بر دقیقه و تعداد پاس یک حاصل شد. پاسخ های بهینه پیش بینی شده 104 ویکرز برای ریزسختی و 0/013 گرم برای سایش در مقایسه با نتایج تجربی از در صد خطای کمی برخوردار بودند..
کلید واژگان: ساخت افزایشی, نانوکامپوزیت, روش سطح پاسخ, بهینه سازیIn recent years, additive manufacturing has gained significant importance in the field of production. Most of the additive manufacturing technologies for metals involve melting and solidification processes, leading to metallurgical challenges. The friction stir additive manufacturing process is a novel solid-state method that does not face the common metallurgical challenges associated with the traditional melting methods. This process can be used for the production of aluminum-silicon carbide nanocomposites that find many applications in industries such as military, aerospace, automotive, etc. The primary objective of this research is to experimentally analyze the effect of tool rotational speed, tool traverse speed, and number of passes in friction stir additive manufacturing on the microhardness and wear amount of aluminum-silicon carbide nanocomposite manufactured by this method. To this end, the response surface method and Minitab software were used for experimental design, statistical analysis, and optimization of the parameters. Multi-objective optimization settings were selected to increase microhardness and reduce wear. The combinations of optimal values of the parameters were determined to achieve the optimization goals, and the results were validated. The optimization result with 0.87 desirability is obtained with a tool rotational speed of 1000 rpm, a tool traverse speed of 50 mm/min, and one pass. The predicted optimal responses of 104 Vickers for microhardness and 0.013 gr for wear had a small percentage of error compared to the experimental results.
Keywords: Additive Manufacturing, Nanocomposite, Response Surface Method, Optimization -
هیدروفرمینگ لوله یکی از فرایندهای شکل دهی می باشد که در آن از فشار هیدرولیکی برای تغییرشکل در ماده استفاده می شود. در این تحقیق شکل پذیری لوله دو لایه مس-آلومینیوم در فرایند هیدروفرمینگ به روش تجربی و شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا لوله ی دو لایه با لایه بیرونی آلومینیوم و لایه ی داخلی مس تحت آزمایش هیدروفرمینگ قرار گرفته است که به دلیل شکل پذیری کم لوله آلومینیوم، دچار پارگی شده است. سپس لوله دو لایه با لایه بیرونی مس و لایه داخلی آلومینیوم بررسی شده است که لوله ی آلومینیوم داخلی دچار چروکیدگی گردیده است و نهایتا منجر به خرابی دو لایه شده است. برای جلوگیری از چروکیدگی لایه ی آلومینیوم داخلی، از یک قید مکانیکی داخلی از جنس مس استفاده شده است که آزمایش تجربی در این حالت منجر به شکل دهی بدون ترکیدگی و چروکیدگی لوله دولایه شده است. برای مطالعه ی تاثیر پارامترها بر فرایند از طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ استفاده گردیده است. پارامترهای مورد بررسی شامل جابجایی سنبه محوری، فشار اول، فشار نهایی، ضخامت لوله آلومینیوم و وجود یا عدم وجود سنبه مخالف بوده است. توابع هدف نیز نازک شدگی لایه ی مس، نازک شدگی لایه ی آلومینیوم و ارتفاع برآمدگی لوله دو لایه بوده است. نتایج تحقیق نشان داد که جابه جایی محوری بیشترین تاثیر را بر ارتفاع برآمدگی دو لایه و ضخامت لایه ی داخلی آلومینیوم بیشترین تاثیر را بر نازک شدگی لایه ها داشته است. به منظور دست یابی به بیشترین ارتفاع برآمدگی دولایه و کمترین میزان نازک شدگی برای لایه های مس و آلومینیوم، پارامترهای بهینه در دو حالت وجود و عدم وجود سنبه ی مخالف استخراج شده اند و نتایج آن با خروجی مدل های شبیه سازی اجزای محدود مقایسه شده اند.کلید واژگان: هیدروفرمینگ T شکل, لوله دو لایه, شبیه سازی اجزای محدود, روش سطح پاسخTube hydroforming is a forming process in which the hydraulic pressure is used to change the shape of material. In this research, the formability of copper-aluminum double-layered tube in the hydroforming process has been investigated by experimental and simulation methods. First, the double-layered tube with the outer layer of aluminum has been examined, which was burst due to the low plasticity of the aluminum tube. Then, a two-layered tube with the outer layer of copper has been examined, and the inner aluminum tube was wrinkled. To prevent the inner aluminum layer from wrinkling, an internal mechanical restraint made of copper has been used, and the experiment in this case has led to the formation of the double-layered tube without bursting and wrinkling. Response surface method has been used to study the effect of parameters. These parameters included axial punch displacement, first pressure, final pressure, aluminum tube thickness and the counterpunch. The objective functions were the thinning of copper layer, the thinning of aluminum layer and the height of the protrusion. The results showed that the axial displacement has the greatest effect on the height of the protrusion and the thickness of the inner aluminum layer has the greatest effect on the thinning of the layers. In order to achieve the maximum height of the protrusion and the minimum thinning for both layers, the optimal parameters have been extracted in the two cases of the presence and absence of the counterpunch, and the results were compared with the finite element simulation.Keywords: T-shape hydroforming, Double-layered tube, Finite element simulation, response surface method
-
در این مقاله اثر عملگر پلاسما تخلیه سد دی الکتریک روی کنترل جدایش جریان اطراف مقطعی از پره توربین باد محور افقی مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا، شبیه سازی های عددی دو بعدی با وجود عملگر پلاسما با استفاده از مدل الکترواستاتیک ارتقاء یافته در شرایط عملکردی و زوایای حمله مختلف انجام گرفته و سپس با استفاده از روش سطح پاسخ یک مدل ریاضی صریح که تاثیر پارامترهای موثر بر ضرایب آیرودینامیکی را در بر گیرد استخراج شده است. کوچک شدن ناحیه جدایش، در اثر تزریق مومنتم حاصل از فعال سازی عملگر پلاسما مشاهده شد. مدل ریاضی بدست آمده دارای اعتبار بسیار مناسبی بوده و نشان می دهد که اندرکنش معناداری میان پارامترهای عملگر و زاویه حمله وجود دارد. در انتها کدی به زبان متلب جهت پیاده سازی روش مومنتوم المان پره توسعه یافته و تغییر توان خروجی مکانیکی توربین باد تلوس 100 کیلووات در اثر فعال سازی عملگر پلاسما مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاکی از عدم تاثیر عملگر بر توان خروجی، در سرعت راه اندازی تا سرعت 10 متر بر ثانیه و افزایش تا حدود 11 درصدی توان در سرعت 11 تا 16 متر بر ثانیه است.
کلید واژگان: توربین باد, عملگر پلاسما, روش سطح پاسخ, روش مومنتوم المان پره, توان مکانیکی خروجی, ضرایب آیرودینامیکیIn this paper dielectric barrier discharge plasma actuator effect on flow separation of a horizontal axis wind turbine blade section were studied. Firstly, two dimensional flow simulations of plasma actuator with improved electrostatic model were performed in various operational conditions and angle of attacks. Then, an explicit response surface mathematical model was derived for the effect of variables on aerodynamic coefficients. Separation zone shrinkage was observed as a consequence of momentum injection from plasma actuation. The mathematical model has an acceptable validity and shows the significant interaction between parameters. Finally, a MATLAB code was developed to implement blade element momentum method and evaluate the mechanical output power of Tellus 100 kW wind turbine with actuator operation. The results indicate no significant effect on output power for cut-in to 10 m/s wind speeds and an increase of about 11 percent for 11 to 16 m/s speeds.
Keywords: Wind Turbine, Plasma Actuator, Response Surface Method, Blade ElementMomentum Theory, Mechanical Output Power, Aerodynamic Coefficients -
Journal of Modern Processes in Manufacturing and Production, Volume:12 Issue: 4, Autumn 2023, PP 5 -26
Attempts at research across various industries to achieve high-quality surfaces have led to the development of new finishing processes. Magnetic Abrasive Finishing is a novel technique where a magnetic field is employed to control an abrasive tool. Gas turbine compressor blades are among the industrial components requiring high surface quality due to their exposed surfaces. The reduction in surface roughness on these components has a significant impact on the efficiency of motor turbines. This paper focuses on studying the Magnetic Abrasive Finishing process parameters for the free surfaces of Titanium blades. Using a mass Magnetic Abrasive Finishing machine, the influence of powder weight, type of abrasive particles, and gap on the variation of surface roughness is investigated through statistical methods such as the response surface. The fabrication of the machine and determination of magnet polarity are carried out using Maxwell simulation software. The Factorial method is employed for experiment configuration. Mechanically alloyed powders produced by ball mills are used in this study. Results demonstrate that employing the magnetic abrasive method can reduce the surface roughness of the blade by up to 33%. The empirical model derived from regression analysis is utilized to predict the variation in surface roughness. Variance analysis of the experimental results indicates the significance of all studied parameters. Scanning Electron Microscopy (SEM) and Atomic Force Microscopy (AFM) are employed for a qualitative evaluation of the results.
Keywords: Response Surface Method, Magnetic abrasive finishing, Free Form Surfaces, Compressor Blade, Magnetic Flux Density -
چندلایه های کامپوزیتی تقویت شده با الیاف به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا، سفتی بالا و عملکرد مناسب، کاربرد وسیعی در صنایع دارند. یکی از کاربرد های چندلایه های کامپوزیتی انتقال سیال به وسیله لوله های کامپوزیتی می باشد. در این مطالعه به دلیل استفاده روزافزون از لوله های کامپوزیتی به بررسی و مقایسه اثر پارامترهای اصلی سوراخ کاری مانند سرعت پیشروی، سرعت دورانی و قطر ابزار بر روی نیروی محوری و دما در سوراخ کاری چندلایه های کامپوزیتی با انحنا پرداخته شده و با نتایج چندلایه کامپوزیتی بدون انحنا مقایسه شده است. بدین منظور ابتدا چندلایه های کامپوزیتی الیاف شیشه/اپوکسی با استفاده از روش لایه چینی دستی ساخته شدند. نتایج این بررسی نشان می دهد که به طورکلی در تمامی قطرها و سرعت های پیشروی نیروی محوری در هر دو چندلایه کامپوزیتی با افزایش سرعت دورانی کاهش می یابد اما تاثیر این پارامتر بر روی دما وابسته به انحنای چندلایه کامپوزیتی می باشد. همچنین افزایش نرخ پیشروی در هر دو آزمایش باعث افزایش نیروی محوری و کاهش دما می شود و این موضوع به ترتیب به دلیل افزایش فشار ابزار بر روی چندلایه کامپوزیتی و کاهش زمان درگیری ابزار با چندلایه کامپوزیتی می باشد. در پایان به طورکلی نیروی محوری و دما در پارامترهای سوراخ کاری یکسان در چندلایه کامپوزیتی با انحنا کمتر از چندلایه کامپوزیتی بدون انحنا است.کلید واژگان: چندلایه کامپوزیتی شیشه, اپوکسی, سوراخ کاری چندلایه های کامپوزیتی, نیروی محوری, روش پاسخ سطحFiber-reinforced composites are widely used in industries due to their high strength-to-weight ratio, high stiffness, and proper performance. One of the applications of composite laminates is fluid transmission by means of composite pipes. In this study, due to the increasing use of composite pipes, the effect of the main drilling parameters such as feed rate, rotational speed and tool diameter on the thrust force and temperature in the drilling of composite laminates with curvature was investigated and the results compared with one of composite laminates without curvature. To this end, glass fiber/epoxy composite laminates were manufactured by hand lay-up method. The experimental results show that, in general, in all diameters and feed rates, the thrust force in both composite laminates decrease with increasing rotational speed, but the effect of this parameter on temperature depends on the curvature of the composite laminates. Also, increasing the feed rate in both laminates increases the thrust force and decreases the temperature, and this is due to the increase of the pressure of the tool on the composite laminates and the reduction of the engagement time of the tool with the composite laminates, respectively. Finally, in general, the axial force and temperature in the same drilling parameters in the composite laminates with curvature is lower than that one without curvature.Keywords: Glass, epoxy composites, Drilling of laminated composites, Thrust force, response surface method
-
یکی از قطعات صنعتی که نیازمند دقت ساخت بسیار بالایی می باشد قالب های صنعتی و خصوصا قالب های برش می باشد. در این قالب ها میزان لقی سنبه و ماتریس برابر 0.1 ضخامت ورق است از این رو دقت ساخت این قالب ها بسیار دارای اهمیت می باشد. امروزه از فرایند وایرکات در ساخت این قالب ها به وفور مورد استفاده قرار می گیرد. در فرایند، بدلیل عدم تماس ابزار با قطعه کار، تنش های مکانیکی وجود ندارد و قطعات تولیدی دارای دقت بالایی هستند. با این وجود، جهت دستیابی به دقت بالای مورد نیاز در ساخت قالبهای برش، از روش های مختلفی استفاده می شود. در این تحقیق با استفاده از روش رویه پاسخ، مقدار دقت ابعادی بر اساس سه پارامتر سرعت سیم، کشش سیم و توان ژنراتور برای قطعه کار فولادی Mo40 مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس این روش، در ابتدا میزان اهمیت هر یک از پارامترها بر دقت ابعادی مشخص گردید. سپس با استخراج معادله منطبق بر تستهای انجام شده، مقدار بهینه دقت ابعادی بر اساس پارامترهای مذکور استخراج گردید. نتایج نشان داد که به ازای مقادیر کشش 1.3485 کیلوگرم، سرعت سیم 10 سانتیمتر بر ثانیه و توان 46.7677 درصد مقدار دقت به بیشینه مقدار خود می رسد. در نهایت این مقادیر به صورت تجربی مورد تست قرار گرفت و مقدار 0.2 درصد خطا ثبت گردید. از این رو می توان با استفاده از روش رویه پاسخ، مقدار دقت ابعادی را در فرایند وایرکات قالبهای صنعتی فولادی مورد استفاده قرار داد.کلید واژگان: وایرکات, سرعت تزریق سیم, کشش سیم, توان ژنراتور, روش سطح پاسخ, دقت ابعادی, بهینه سازیOne of the industrial parts that requires very high manufacturing accuracy is industrial molds and especially cutting molds. In these molds, the clearance of the dies is equal to 0.1 of the thickness of the sheet, so the accuracy of making these molds is very important. Today, the wirecut process is widely used in making these molds. In the process, due to the lack of contact between the tool and the work piece, there is no mechanical tension and the produced parts have high precision. Nevertheless, in order to achieve the high precision required in the production of cutting molds, various methods are used. In this research, using the response surface method, the dimensional accuracy value has been investigated based on three parameters of wire speed, wire tension and generator power for Mo40 steel workpiece. Based on this method, at first, the importance of each parameter on dimensional accuracy was determined. Then, by deriving the equation according to the conducted tests, the optimal value of dimensional accuracy was extracted based on the mentioned parameters. The results showed that for tension values of 1.3485 kg, wire speed of 10 cm/s and power of 46.7677%, the accuracy value reaches its maximum value. Finally, these values were experimentally tested and a 0.2% error was recorded. Therefore, by using the method of the response procedure, the amount of dimensional accuracy can be used in the wirecut process of industrial steel molds.Keywords: Wire Cut, Wire Feed Speed, Wire Tension, Generator Power, Response surface method, Dimensional Accuracy, Optimization
-
Magnetic abrasive finishing process (MAF) is one of the latest advanced machining processes. After eight decades have passed since the registration of the magnetic abrasive polishing process, the applicability of this method has been proven in finishing all kinds of surfaces, including flat, cylindrical and free surfaces. In this research, the influence of MAF process movement parameters on the concave surface of cold-worked steel has been investigated experimentally using the response surface method. These parameters include rotational speed, linear speed, gap between abrasive brush and workpiece, magnetic flux density and curvature angle. For this purpose, a spherical head magnet is used and the powder used is prepared by mechanical alloying method. Cold-worked steel is used in the manufacture of roll forming molds, which is used in air engines to shape compressor and turbine blades, and also to investigate the feasibility of the MAF process on the workpiece surface with high hardness and yield stress, such as Cold work steel is selected. According to the results, the optimal value of the magnetic flux density is 0.55 tesla, and with the increase of the distance between the abrasive brush and the workpiece, the surface roughness changes initially increase and decrease after passing the optimal value.
Keywords: Magnetic abrasive finishing, machining, steel, concave surface, free surface, Design of Experiments, response surface method -
چاپ چهاربعدی پدیده ای نوظهور و توسعه یافته از ساخت افزایشی است که با چاپ سه بعدی قطعات حافظه دارشکلی به دست می آید. با کنترل پذیر نمودن فرآیند چاپ چهاربعدی، قطعات چاپ شده می توانند بعد از اعمال محرک خارجی تغییر شکل مشخصی داشته باشند. در این پژوهش به کمک شبیه سازی عددی، رابطه بین پیش تنش اعمالی در فرآیند چاپ بر میزان بازیابی شکلی خمشی به دست آمد. سپس اثر پارامترهای ضخامت لایه، سرعت چاپ و قطر نازل در فرآیند لایه نشانی ذوبی بر میزان پیش تنش اعمالی در قطعات چاپ شده از جنس پلی لاکتیک اسید، بررسی شد. برای کاهش هزینه و زمان و همچنین بالا بردن اعتبار و دقت مدل تجربی، از طرح مرکب مرکزی که یکی از روش های سطح پاسخ در طراحی آزمایش است، استفاده شد. به کمک انجام 17 آزمایش تجربی، مدلی بین پارامترهای بیان شده و میزان پیش تنش اعمالی در فرآیند چاپ سه بعدی به دست آمد. در ادامه کفایت مدل تجربی بررسی شده و همچنین R2 و Adj R2 مدل به ترتیب بالاتر از 99/0 و 98/0 به دست آمد که نشان دهنده دقت بالای آن است. مدل تجربی ارایه شده نشان داد که پارامترهای اندازه لایه، قطر نازل و سرعت چاپ، به ترتیب بیشترین اثر بر پیش تنش اعمالی را دارند. همچنین پیش تنش اعمالی در فرآیند چاپ چهاربعدی رابطه معکوس با ضخامت لایه ها و قطر نازل و رابطه مستقیم با سرعت چاپ دارد. به منظور صحت سنجی مدل تجربی، در شرایط بیشترین میزان بازیابی شکلی خمشی، شبیه سازی عددی و آزمایش تجربی انجام شد. نتایج نشان داد خطای رابطه بین پیش تنش اعمالی و میزان بازیابی شکلی، 5/1 درصد و مدل تجربی اثر پارامترهای چاپ بر روی میزان بازیابی شکلی کاملا منطبق شده است.
کلید واژگان: چاپ چهار بعدی, پلیمرهای حافظه شکلی, لایه نشانی ذوبی, روش سطح پاسخ, شبیه سازی عددی4D printing is an emerging phenomenon of additive manufacturing which is achieved by the 3D printing of shape memory materials. The printed parts can change their shapes when exposed to an external stimulus by controlling the 4D printing process. In this study, a relationship between applied pre-stress in the printing process and the amount of bending shape recovery was obtained using numerical simulations. Then, the effect of printing parameters of fused deposition modeling including layer thickness, printing speed, and nozzle diameter on the applied pre-stress in the printed polylactic acid parts was investigated. To reduce the cost and time as well as to increase the validity and accuracy, the central composite design method was used. Seventeen experimental tests were performed and a model was obtained between the mentioned parameters and applied pre-stress. In the following, R2 and Adj R2 of the model were obtained above 0.99 and 0.98, respectively, which indicates the high accuracy of the model. The model showed that the layer height, nozzle diameter, and printing speed have a significant effect on the applied pre-stress. Also, the applied pre-stress is inversely related to the layer height, nozzle diameter and is directly related to the printing speed. Simulations were performed under the conditions of maximum bending shape recovery and compared with the experimental model. The results showed that the error of the relationship between applied pre-stress and amount of shape recovery is 1.5% and the experimental model of printing parameters effect on the shape recovery is completely matched.
Keywords: 4D Printing, Shape Memory Polymer, FDM, Response Surface Method, Numerical Simulation -
نشریه یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکی، سال دوم شماره 2 (تابستان 1401)، صص 41 -47در طراحی کانالهای هوا ابتدا یک سرعت مجاز برای هوا در شاخه اصلی در نظر می گیرند. سپس، بر اساس این سرعت و دبی در شاخه اصلی، قطر کانال و اتلاف هد در آن تعیین می شود. البته، برای کانالهای مستطیلی، ابعاد را با توجه محدودیت ارتفاع کانال مشخص می کنند. سپس، قطر کانال (یا ابعاد کانال مستطیلی) در شاخه های دیگر بر پایه دبی در هر شاخه و مقدار اتلاف هد شاخه اصلی به دست می آید. در پایان، هد فن بر پایه اتلاف هد در پراتلافترین شاخه تعیین می شود. بدیهی است که در صورت تغییر در شرایط، همه محاسبات باید تکرار شود. برای رفع این مشکل، در مقاله حاضر یک شیوه جایگزین از طریق برنامه نویسی در نرم افزار EES پیشنهاد می شود. در این روش، کافیست یک بار، شاخه ها به نرم افزار معرفی شوند. در ادامه، با تغییر شرایط، تنها لازم است برنامه دوباره اجرا شود. به منظور نمایش برتری این روش، از آن برای طراحی یک کانال نمونه استفاده می شود. در ادامه، یک تحلیل پارامتری برای تحلیل اثر ارتفاع کانال و سرعت در شاخه اصلی بر سطح ورق مصرفی انجام می شود. این تحلیل با استفاده از روش سطح پاسخ صورت می گیرد.کلید واژگان: کانال هوا, تعیین اندازه, فن, نرم افزار EES, روش سطح پاسخJournal of New Applied and Computational Findings in Mechanical Systems, Volume:2 Issue: 2, 2022, PP 41 -47In the design of air ductworks, a permissible velocity for air in the main branch is taken firstly. Then, according to this velocity and flow rate in the main branch, the diameter of the duct and the corresponding head loss are computed. Here, for the rectangular ducts, the dimensions are found taking into account the limitations in the height of the duct. Thereafter, the diameter of the duct (or the dimensions of the rectangular duct) are calculated in other branches according to the flow rate in each branch as well as the head loss in the main branch. Finally, the fan head is obtained based on the head loss in the branches having the highest losses. It is obvious that change in the conditions in accompanied with the repetition of the computations. To remove this shortcoming, in this work, an alternative method is proposed through coding in the EES software. In this method, the branches are input to the code once. Then, with any changes in the conditions, the code is required to be run once more. To demonstrate the suitability of this method, it is utilized here for the design of a typical ductwork. Thereafter, a parametric analysis is undertaken to examine the effects of the duct height as well as the velocity on the main branch on the area of the consumed plate. This analysis is based on the response surface method.Keywords: Air duct, Sizing, Fan, EES software, Response Surface Method
-
نوزینگ، یکی از روش های شکل دهی لوله های فلزی است که طی این فرآیند یک پوسته یا لوله فلزی توسط دستگاه پرس به داخل قالبی که فرم قطعه نهایی را دارد هدایت می شود. از این روش جهت ساخت مخازن تحت فشار و کپسول های CNG استفاده می شود. در این تحقیق شبیه سازی فرآیند نوزینگ یک لوله ی فولادی انجام شده و سپس به منظور اعتبارسنجی نتایج حاصل از شبیه سازی با آزمایشات تجربی مقایسه شده است. سپس به کمک روش سطح پاسخ یک سری آزمایش طراحی شده و به منظور بررسی اثر پارامتر های ضخامت، شیب دیواره لوله پیش فرم و ضریب اصطکاک بین لوله و قالب و همچنین اثرهای تعاملی آنها بر روی درصد نوزینگ از روش آنالیز واریانس استفاده شده است. با توجه به نتایج بدست آمده، ضخامت، شیب دیواره لوله پیش فرم نسبت به ضریب اصطکاک بین لوله و قالب بیشترین تاثیر را بر روی درصد نوزینگ دارند. یک معادله رگرسیون جهت پیش بینی درصد نوزینگ بر اساس پارامترهای موثر بیان شده است و در نهایت درصد نوزینگ بهینه برای معادله رگرسیون به دست آمده توسط الگوریتم ژنتیک به دست آمده است.کلید واژگان: نوزینگ, شکل دهی لوله, روش سطح پاسخ, معادله رگرسیون, الگوریتم ژنتیکNosing is one of the methods of forming metal pipes, during this process, a metal shell or pipe is guided by a press into a mold that has the shape of the final piece. This method is used to make pressure tanks and CNG cylinders. In this research, the simulation of the nosing process of a steel pipe has been carried out, and then, in order to validate the results of the simulation, it has been compared with experimental tests. Then, with the help of response surface method, a series of experiments were designed and in order to investigate the effect of parameters of thickness, slope of preform pipe wall and friction coefficient between pipe and mold, as well as their interactive effects on the percentage of nosing, analysis of variance method was used. According to the obtained results, the thickness and slope of the preform pipe wall have the greatest effect on the nosing percentage compared to the friction coefficient between the pipe and the mold. A regression equation to predict the percentage of nosing is expressed based on the effective parameters, and finally, the optimal percentage of nosing for the regression equation obtained by the genetic algorithm is obtained.Keywords: nosing, Pipe forming, Response surface method, Regression equation, genetic algorithm
-
یکی از حساس ترین و پرکاربردترین فرآیندهای ماشینکاری در جراحی ها و مهندسی پزشکی، فرآیند سوراخکاری استخوان می باشد. در این فرآیند سعی برآن است تا نیروی محوری وارد بر بافت استخوان حین عمل جراحی کمینه شود. برای کاهش نیرو روش های مختلفی از جمله استفاده از انجتم فرآیند در حالت سرعت بالا، خنک کاری با گاز، نوسانات فراصوتی، تغییر جنس و هندسه ابزار و همچنین استفاده از ابزارهای پوشش دار مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این مقاله بررسی اثر یک نوع نانو پوشش بر روی ابزار از جنس تیتانیوم نیتراید و بررسی اثر پارامترهای ورودی موثر بر روی رفتار نیرو در سوراخکاری ارتوپدی با در نظر داشتن الزامات پزشکی می باشد. در این پژوهش ماده پلیمری پلی متیل متاکریلات که خواصی نزدیک به استخوان دارد انتخاب و با ایجاد نانو پوشش از جنس تیتانیم نیترید بر روی ابزار، اثر سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی و قطر ابزار بر روی نیروی فرایند سوراخکاری با استفاده از طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ، مدل سازی و معادله رگرسیون خطی مرتبه دوم حاکم بر مدل استخراج شده است. همچنین مقادیر بهینه هریک از پارامترهای ورودی به منظور دستیابی به بهترین و کمینه ترین مقدار نیروی ایجاد شده در حین سوراخکاری ارتوپدی ارایه شده است. نتایج نشان داده است که ایجاد نانوپوشش تیتانیم نیترید باعث کاهش نیرو به مقدار 40 درصد شده است. همچنین نیروی محوری با بیشترین مقدار سرعت برشی و کمترین مقدار سرعت پیشروی و در ابزارهای با قطر کمتر، کاهش قابل ملاحظه ای داشته است..کلید واژگان: ماشینکاری, سوراخکاری پلی متیل متاکریلات, نیرو, روش سطح پاسخ, نانو پوشش پزشکیOne of the most significant and applicable machining processes in surgeries and medical engineering is the bone drilling process. In this process, it is intended to minimize the axial force on the bone tissue during surgery. To reduce force, different methods have been considered; including the use of a variety of lubricants, ultrasonic oscillations, material replacement, tool geometry, and also the use of coated tools. The purpose of this paper is to investigate the effect of a specific type of nano coating on steel tool, and to investigate the effect of effective input parameters on force behavior in orthopedic drilling with medical requirements in mind. In this study, the polymeric material of poly-methyl-meta-carylate (PMMA), which has similar properties to the bone, was selected; and by creating titanium nitride nano coating on the tool, the effect of tool rotational speed, feed rate, and the tool diameter on the drilling process force have been extracted using the design of experiment by the response surface method, modeling and second-order linear regression equation governing the model. The optimum values of each input parameter are also presented in order to achieve the minimum and the best amount of force created during orthopedic drilling. The results show that the creation of titanium nitride nano coating reduces the force by 40 percent. Also, the axial force with the maximum cutting speed, the minimum feed rate, and in the tools with smaller diameters has been significantly reduced.Keywords: machining, Poly-methyl-meta-carylate drilling, force, response surface method, Medical nano coating
-
در پژوهش حاضر کنترل فعال جریان توسط جت دمش در لبه حمله ایرفویل NACA0015 جهت به تعویق انداختن جدایش لایه مرزی از روی سطح مکشی ایرفویل صورت گرفته است. با 48 اجرای عددی و روش سطح پاسخ، ارتباط بین پارامترهای جت دمش با ضرایب آیرودینامیکی به صورت یک تابع رگرسیونی مشخص ارایه شده است. عرض شکاف دمش در سه سطح، زاویه دمش و سرعت دمش هرکدام در چهار سطح مورد بررسی قرار گرفته است. برای شبیه سازی عددی از مدل تلاطم transition sst استفاده شده است و عدد رینولدز جریان 232940 می باشد. با توجه به نتایج، دمش مماسی بیشترین افزایش راندمان آیرودینامیکی را نشان می دهد. این مقدار از2.56 به 42.83 در بازه مورد بررسی برای دمش مماسی افزایش می یابد، در حالی که جت دمش 45 درجه کارآیی خود را به طور کامل از دست می دهد. علاوه بر این، هنگامی که سرعت جت دمش افزایش می یابد راندمان آیرودینامیکی به طور پیوسته زیاد می شود. نتایج مدل استخراج شده به روش سطح پاسخ نشان می دهد که متغیرهای دمش به صورت تداخلی بر راندمان آیرودینامیکی تاثیر دارند.کلید واژگان: کنترل فعال جریان, جدایش لایه مرزی, شبیه سازی عددی, روش سطح پاسخ, دمشIn the present study, active flow control was performed by blowing jet at the leading edge of NACA 0015 airfoil to delay the separation of the boundary layer from the airfoil suction side. By employing 48 numerical simulations and the Response Surface Method, the relationship between the blowing jet parameters and the aerodynamic coefficients is presented as a specific regression function. The blowing width has been studied in three levels, the blowing angle and speed each in four levels. Transition SST turbulence model is used for numerical simulation and flow Reynolds number is 232940. According to the results, tangential blowing shows the most aerodynamic performance increase. This value increases from 2.56 to 42.83 inside the range under investigation for tangential blowing whereas 45° blowing jet loses its efficiency completely. Furthermore, when the blowing jet velocity rises, aerodynamic performance continuously increases. The response surface model indicates that blowing variables interactively influence the aerodynamic performance.Keywords: Active Flow Control, Boundary layer separation, Numerical simulation, Response surface method, Blowing
-
امروزه استفاده از لیزر در جوشکاری آلیاژهای تیتانیوم، کاربردهای ویژهای در صنایع با فناوری بالا دارد. هدف از این مطالعه، استخراج مدل آماری بیانگر تاثیر تغییرات قطر پرتو لیزر و فاصله در راستای ضخامت قطعه کار بر روی دمای جوشکاری آلیاژ تیتانیوم Ti6Al4V میباشد. جهت استخراج این مدل، ابتدا آزمایشات مورد نیاز توسط روش تاگوچی، طراحی گردیدند و سپس با استفاده از روش المان محدود، مورد ارزیابی قرار گرفتند. استفاده روش پاسخ سطح، جهت استخراج مدل آماری بر مبنای تغییرات قطر لیزر و فاصله در راستای ضخامت قطعه کار مورد استفاده قرار گرفته است. با آنالیز واریانس بر روی نتایج، خطای مدل آماری در محدوده قابل قبول ارزیابی گردید. بر اساس نتایج ارزیابی شده، فاصله در راستای ضخامت قطعه کار و قطر پرتو لیزر به ترتیب 67/76 و 97/17 درصد بر روی دمای جوشکاری تاثیر دارند و با افزایش قطر پرتو لیزر در صورت ثابت بودن توان جوشکاری، مقدار حرارت جوشکاری کاهش چشمگیری پیدا میکند. جهت جوشکاری آلیاژ Ti6Al4V، بهترین محدوده جوشکاری قطر پرتو لیزر بین 24/0 و 2/0 میلیمتر می باشد.
کلید واژگان: جوشکاری با لیزر, آلیاژهای تیتانیوم, توزیع دما, روش المان محدود, روش پاسخ سطحNowadays, the use of lasers in welding titanium alloys has special applications in high-tech industries. This study aims to extract the statistical model showing the effect of changes in the diameter of laser beam diameter and distance in line thickness welding temperature. At first, For establishing this model, the required experiments were designed by the Taguchi method and then evaluated using the finite element method. The surface response method is used to extract the statistical model based on the variation of laser beam diameter and distance through the workpiece thickness. By the analysis of the variance, the statistical model error was evaluated in an acceptable range. According to the evaluated results, the influence percent of the distance along with the workpiece thickness and the laser beam diameter is 76.67 and 97 %, respectively, on the welding temperature. By increasing the diameter of the laser beam, the amount of the welding temperature is significantly reduced. For laser welding of Ti6Al4V, the best laser beam diameter is between 0.2 and 0.24mm.
Keywords: Laser welding, Titanium alloys, Temperature distribution, Finite element method, Response surface method -
فرایند ایکپ مداوم، روشی نسبتا جدید و کمتر شناخته شده است که باعث بهبود خواص مکانیکی ماده می شود. در پژوهش حاضر، به بررسی پارامترهای موثر بر فرایند ایکپ مداوم آلیاژ آلومینیومی 7075 پرداخته شده است. تاثیر پارامترهای ورودی شامل شعاع چرخ دوار، زاویه ی خم میله، زاویه های گوشه و کانال قالب، ضریب اصطکاک بین میله و چرخ دوار، ضریب اصطکاک بین میله و قالب و نسبت ابعادی کانال قالب بر روی گشتاور فرایند، نیروی اعمالی بر قالب، میزان تنش و کرنش پلاستیک موثر، میزان انحناء میله خروجی و یکنواختی توزیع کرنش در سطح مقطع میله به عنوان پارامترهای خروجی بررسی می شود. طراحی آزمایش ها براساس روش سطح پاسخ در نرم افزار مینی تب اجرا و شبیه سازی آن ها با استفاده از نرم افزار آباکوس انجام شده است. به منظور صحت سنجی، استحکام محصول پس از اجرای فرایند ایکپ مداوم میله آلومینیومی 7075 مورد بررسی و خطای 5/7 درصدی مشاهده شد. مشخص شد که پارامترهای زوایای کانال قالب و ضریب اصطکاک بین میله و قالب بر روی تمامی پاسخ ها تاثیری معنی دار دارد. مقادیر بهینه این فرایند با هدف دستیابی به میزان حداکثر استحکام، حداقل گشتاور و انحنای میله و همچنین دستیابی به توزیع کرنش یکنواخت تر برای پارامترهای ورودی بدست آمده است.
کلید واژگان: ایکپ مداوم, آلومینیوم 7075, شبیه سازی, بهینه سازی, روش سطح پاسخThe ECAP-Conform is one of the newest and less known processes that improve mechanical properties. In the present study, the effective parameters of the ECAP-Conform process for AA7075 have been investigated. Influence of parameters such as roller radius, bending angle, die channel angles, rod/roll friction coefficient, rod/die friction coefficient, and the aspect ratio of the die groove on the torque, the applied force on the die, the stress, and the effective plastic strain, the output rod curvature, and the strain distribution uniformity have been investigated. The design of experiments was carried out based on the response surface method by the Minitab software, and simulations were performed using the ABAQUS software. To validate the FEM, the ECAP-Conform process of AA7075 rod was performed and the comparison of experimental and numerical results have acceptable compliance (7.5% error). It was found that the die channel angles and the rod/die friction coefficient have a more significant effect on all responses. Moreover, to maximize the imposed strain and strength, and to minimize the process torque and curvature, as well as achieving a uniform distribution of strain, the optimal output parameters have been obtained.
Keywords: ECAP-Conform, AA7075, Simulation, Optimization, Response Surface Method -
یکی از انواع فرآیندهای ماشینکاری بر روی مواد صنعتی که از اهمیت اقتصادی بالایی برخوردار است، ماشینکاری آلیاژهای آلومینیوم می باشد که در اکثر صنایع نظیر صنایع اتومبیل سازی، هواپیماسازی، نظامی، هسته ای و... کاربرد بسیار وسیعی دارد. در صورت مطالعه دقیق، روشمند و بهره گیری از روش های تحلیل و آنالیز پیشرفته می توان به تاثیر پارامترهای ورودی بر پارامترهای خروجی به صورت دقیق تری پی برد و به قطعه ای با پارامترهای مطلوب دست پیدا کرد. در این مطالعه برای نخستین بار اثر پارامترهای مهم ماشینکاری یعنی سرعت پیشروی، سرعت دورانی و عمق برش بر روی کیفیت سطح ماشینکاری شده با استفاده از روش سطح پاسخ مدل شده است و با بهره گیری از یک مدل رگرسیون مرتبه دوم خطی توسعه داده، اثر هر یک از فاکتورهای ورودی بررسی شده است. همچنین با بهره گیری از روش تحلیل حساسیت سوبل میزان حساسیت کیفیت سطح ماشینکاری شده به تغییرات هر یک از فاکتورهای ورودی مشخص شده و با استفاده از الگوریتم درینگر، بهینه سازی پارامترهای ورودی صورت پذیرفته است. پس از بررسی نتایج، بهترین فاکتورهای ورودی شامل سرعت پیشروی 200 میلیمتر بر دقیقه، سرعت دورانی 1700 دور بر دقیقه و عمق برش 1/8 میلیمتر می باشد. همچنین بیشترین حساسیت کیفیت سطح ماشینکاری به تغییرات پارامترهای ورودی مربوط به سرعت پیشروی با 50 درصد تاثیر و پس از آن سرعت دورانی با 42/5 درصد و کمترین آن مربوط به عمق برش با میزان تاثیر 7/5 درصد می باشد.کلید واژگان: تراشکاری خشک, زبری سطح, تحلیل حساسیت, سطح پاسخ, بهینه سازیOne of the types of machining processes on industrial materials that is of great economic importance is the machining of aluminum alloys, which is widely used in most industries such as automotive, aircraft, military, nuclear, etc. If you study carefully, methodically and use advanced analysis methods, you can understand the effect of input parameters on output parameters more accurately and achieve a piece with the desired parameters. In this study, for the first time, the effect of important machining parameters, ie feed velocity, rotational speed and depth of cut on the quality of the machined surface has been modeled using the response surface method, and using a second-order linear regression model, the effect of each One of the input factors is investigated. Also, by using the Sobel sensitivity analysis method, the quality sensitivity of the machined surface to the changes of each of the input factors has been determined and using the Dringer algorithm, the input parameters have been optimized. After reviewing the results, the best input factors include a feed velocity of 200 mm / min, a rotational speed of 1700 rpm and a depth of cut of 1.8 mm. Also, the highest sensitivity of machining surface quality to changes in input parameters is related to the feed velocity with 50% impact, followed by the rotational speed with 42.5% and the lowest is related to the depth of cut with an impact rate of 7.5%.Keywords: Dry turning, Surface roughness, Sensitivity analysis, response surface method, optimization
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.