جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « taguchi method » در نشریات گروه « مکانیک »
تکرار جستجوی کلیدواژه « taguchi method » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »-
In the Kota stone industries, a huge quantity of unwanted waste is generated during the process of manufacturing stone. This waste is generally in the form of minute particles that are dumped on nearby land and carried away by water and air causing pollution in air, water, and soil. The most appropriate way is to convert this waste into a useful product. The present work comprises of fabrication and characterization of a new class of polymer composite with polyester as the base matrix and micro-sized Kota stone dust as filler material. A series of composites are fabricated at varied contents of micro-sized particulates using the open molding method. The properties explored are mechanical properties and sliding wear properties as a function of filler loading. It is noticed from the experimentation that the inclusion of filler material improves the different mechanical properties of the composites. The hardness of the composite along with the compressive strength improve by 25.37 % and 13.78 % respectively when 40 wt. % of the Kota stone dust is added to the polyester resin. The maximum hardness obtained is 84.2 Shore-D number and the maximum compressive strength of 109.2 MPa is registered. For a filler loading of 30 wt. %, the highest value of tensile strength is 66.2 MPa and that of flexural strength is 73.2 MPa is registered. The sliding wear tests are conducted as per Taguchi's design of experiment following the L25 orthogonal array. It is observed that the Kota stone dust loading is the utmost significant factor, whereas normal load is the least significant factor that administrates the sliding wear rate. The wear loss mechanism is observed under a scanning electron microscope by studying the eroded surface.Keywords: Polyester, Kota Stone Dust, Mechanical Properties, Sliding Wear Rate, Taguchi Method, Surface Morphology}
-
Cooling system is in charge of a high percent of total energy consumption in buildings. Different cooling systems and devices have different effects on the cooling load and energy consumption. The main objective of this paper is to study the effects of floor and ceiling temperature in comparison with other parameters including location of air diffusers and application of insulation and sealant. On the other hand, hospitals are huge buildings with high energy requirements and systems compared to other buildings such as universities, schools and offices. In this paper the impacts of these different cooling parameters on the temperature and cooling load in a room of a hospital are studied using Design of Experiments (DOE) and the Taguchi method. The experiments are simulated in Energy Plus to achieve the comfort temperature in one hospital’s room in Iran during six months of spring and summer. Using different cooling systems such as chilled floor (during night to decrease the peak load during day) and ceiling in combination with air handling unit can provide people satisfaction while optimizing energy consumption. The results show that the location of inlet and outlet diffusers has the most effect while the chilled floor (when the other systems are off) has the less impact on reaching comfort temperature. The ranking of parameters and their interactions has been discussed through the paper.Keywords: Taguchi Method, Cooling Load, Air Diffusers, Insulation, Sealant}
-
در تحقیق حاضر، با ارائه ساختار جدیدی از جذب کننده ها تلاش شده است عملکرد آن نسبت به جذب کننده یکپارچه پلیمری که در سپر خودروها بکار گرفته می شود، بهبود یابد. جذب کننده ارائه شده ساختاری ساندویچی دارد بطوریکه پوسته ها و هسته به ترتیب از جنس فوم آلومینیومی و فوم پلیمری می باشند. پژوهش حاضر با استفاده از روش اجزا محدود حل و جهت انجام شبیه سازی ها از نرم افزار آباکوس استفاده شده است. همچنین شبیه سازی مسئله مطابق استاندارد ای سی ای آر 042 (E.C.E-R042) انجام گرفته است. در نهایت با تحلیل نتایج مشاهده گردید چگالی نسبت به ضخامت تاثیر بیشتری بر عملکرد جذب کننده دارد. در تمام حالات ساندویچی بیشینه تنش فون مایسس و بیشینه کرنش پلاستیک معادل نسبت به جذب کننده پلیمری کاهش داشته است و بیشینه نیرو برخورد در بازه محدودی از چگالی پوسته نسبت به جذب کننده پلیمری کمتر بوده است. در نهایت با استفاده از روش تاگوچی بهترین ساختار برای تحمل بیشینه نیروی برخورد، بالاترین تنش فون مایسس و کرنش پلاستیک معادل محاسبه گردید که جذب کننده ساندویچی با ضخامت پوسته 25 میلیمتر و چگالی 225 کیلوگرم بر متر مکعب به عنوان مورد منتخب معرفی شد.
کلید واژگان: جذب کننده سپر, برخورد سرعت پایین, اجزا محدود, ساختار ساندویچی, فوم آلومینیومی, روش تاگوچی, آنالیز واریانس}In this study, a novel absorber design is presented to enhance performance over the conventional polymer variant in car bumpers. The new absorber adopts a sandwich structure with aluminum foam shells and a polymer foam core. Finite Element Method (FEM) and Abaqus software were employed, conforming to the E.C.E-R042 standard. Analysis indicates density has a more significant impact on performance than thickness. Across sandwich configurations, both maximum von Mises stress and plastic strain were significantly reduced compared to the polymer absorber. The maximum impact force, within a specified shell density range, was lower than the polymer counterpart. The optimal structure for maximum impact force, von Mises stress, and the plastic strain was determined using the Taguchi method. The selected item: sandwich absorber, 25mm shell thickness, and 225 kg/m³ density.
Keywords: Bumper absorber, Low-speed impact, Finite Element Method (FEM), Sandwich structure, Aluminum foam, Taguchi method, Analysis of Variance (ANOVA)} -
در پژوهش حاضر با استفاده از روش تاگوچی و آنالیز واریانس، میزان حساسیت انتشار ذرات داخل اتاق به موقعیت مکانی دریچه ورودی و خروجی هوا مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور تعداد 86400 ذره با اندازه یک میکرومتر در فاصله های زمانی یکسان به صورت همگن از دریچه ورودی به داخل اتاق تزریق گردید و موقعیت های مختلفی برای دریچه ورودی (32 موقعیت) و دریچه خروجی (4 موقعیت) بر روی سقف و کف اتاق در نظر گرفته شد. سپس رفتار ذره و میزان ته نشینی و ماندگاری ذره داخل اتاق برای یک دوره زمانی 60 ثانیه ای با استفاده از روش شبکه بولتزمن چند زمانه مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از روش تاگوچی و آرایه های متعامد L16، تعداد آزمایش های مورد نیاز به اندازه هشت برابر کاهش یافت. تمامی آزمایش های مشخص شده از آرایه متعامد شبیه سازی و مقدار ذرات معلق در فضای اتاق اندازه گیری شد. پس از انجام آزمایش ها، بر اساس عاملی به نام نسبت سیگنال به نویز و آنالیز واریانس داده ها، میزان اثرگذاری هر پارامتر بر خروجی مسئله مشخص گردید. با توجه به نتایج بدست آمده موقعیت طولی دریچه ورودی هوا با سهم 42/84 درصد بیشترین تاثیر را بر میزان ذرات معلق در اتاق داشت. همچنین کمترین تاثیر را موقعیت ارتفاع دریچه خروجی هوا با سهم 16/0 درصد دارد.کلید واژگان: آنالیز واریانس, روش تاگوچی, حساسیت سنجی, انتشار ذرات}In the present study, the sensitivity of particle dispersion within a room to the spatial position of the inlet and outlet air register was investigated using the Taguchi method and analysis of variance. For this purpose, 86400 particles with a size of 1µm were uniformly injected from the inlet register into the room at equal time intervals. Different positions for the inlet register (32 positions) and outlet register (4 positions) on the ceiling and floor of the room were considered. Subsequently, the behavior of the particles, as well as the particle deposition and dispersion within the room over a 60-second time period, were examined using the multi relaxation time lattice Boltzmann method. By employing the Taguchi method and L16 orthogonal arrays, the required number of experiments was reduced by 1/8. All specified experiments which suggested by orthogonal array are simulated, and the number of suspended particles in the room were measured. Following the experiments, the effects of each parameter on the output of the problem were determined based on a factor called the signal-to-noise (S/N) ratio and analysis of variance. According to the obtained results, the longitudinal position of the inlet register had the highest impact on the number of suspended particles in the room, accounting for 84.42% contribution. Additionally, the vertical position of the outlet register had the least impact, contributing only 0.16%.Keywords: ANOVA, Taguchi Method, Sensitivity Analysis, Particle Dispersion}
-
در این مقاله به بررسی عددی و تجربی بیشینه استحکام برشی اتصال در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلومینیوم 7075 در حالت لبه روی هم در حضور نانو ذرات سیلیکون کارباید (SiC) در ناحیه اتصال پرداخته شده و نتایج با جوشکاری بدون حضور نانو ذرات مقایسه شده است. بدین منظور پارامترهای تاثیرگذار در استحکام برشی اتصال شامل سرعت خطی و دورانی ابزار، شکل پین ابزار (مربعی و رزوه مخروطی)، عمق فرورفتگی و زاویه انحراف ابزار مطالعه شده اند. آزمایشات تجربی با استفاده از علم آمار استنباطی به روش تاگوچی طراحی و یک مدل المان محدود سه بعدی نیز با بکارگیری دو نرم افزار دفرم و آباکوس به صورت متوالی توسعه داده شده که نتایج حاصل از آن با آزمایش های تجربی اعتبارسنجی شده است. اعتبارسنجی مدل عددی نشان می دهد که نتایج مدل عددی دارای تطابق مناسبی برای تخمین و پیش بینی رفتار فرآیند مذکور می باشد. بررسی نتایج نشان می دهد که حضور نانو ذرات SiC باعث افزایش استحکام برشی اتصال جوشکاری شده حداکثر تا 24 درصد نسبت به جوشکاری بدون این ذرات می شود. استفاده از ابزار با پین رزوه مخروطی باعث افزایش استحکام 4 الی 5 درصدی در عدم حضور ذرات تقویت کننده و 4 الی 5/7 درصدی در حضور نانوذرات نسبت به ابزار با پین مربعی شده است. موثرترین پارامتر بر استحکام برشی قطعه جوشکاری شده، سرعت دورانی ابزار می باشد. همچنین زاویه انحراف ابزار تاثیر اندکی بر استحکام قطعه دارد.کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, آلومینیوم 7075, شبیه سازی المان محدود, نانو ذرات سیلیکون کارباید, روش تاگوچی}In this paper, the effect of including SiC nanoparticles in the weld zone on the maximum shear strength of friction stir lap welded 7075 aluminum alloy is investigated, both experimentally and numerically. This objective is carried out by studying the effects of rotational and transverse speeds, tilt angle, the shape of the tool and the penetration depth. The numerical investigation is based on developing an FE model by means of Deform and ABAQUS to simulate the welding procedure, which results are verified by the experimental findings. Experimental procedure is designed based on Taguchi method. The verification of the developed FE model shows that the simulation results are in proper agreement with the experimental findings. In general, including SiC nanoparticles in the weld zone can increase the maximum shear strength up to 24%, compared to the case of where the specimens are welded without SiC. Furthermore, applying the threaded tapered tool leads to higher shear strength in comparison with the squared shape tool, i.e., the strength of the specimens welded by threaded tapered tool are 4 to 5% higher without SiC inclusion and 4 to 7.5% higher with SiC, compared to the same case welded by squared tool. In addition, while the rotational speed has the highest influence on the findings, the tilt angle does not affect the results that much.Keywords: Friction Stir Welding, 7075 Aluminum Alloy, Finite Element Modeling, Sic Nanoparticles, Taguchi Method}
-
انتخاب پارامتر های فرآیندی مناسب در فرآیند قالب گیری قطعات با استفاده از قالب های تزریق پلاستیک برای تولید قطعاتی با کیفیت، امری مهم و ضروری است. هدف از این مقاله انتخاب پارامتر های فرآیندی مناسب و بهینه سازی آنان برای قالب گیری 8 قطعه مختلف از جنس پلی اتر ایمید است. در ابتدا بر اساس تحقیقات گذشته و توانایی های نرم افزار شبیه سازی مولدفلو، پارامتر های فرآیندی مناسب انتخاب شدند. این پارامترها شامل دمای ذوب، دمای سطح قالب، فشار نگهداری و دمای ورودی سیال خنک کاری بودند. شبیه سازی ها در نرم افزار مولدفلو بر مبنای آرایه های متعامد L25 روش تاگوچی انجام گرفتند. سپس نتایج مهم و قابل مقایسه شامل انقباض حجمی، مکش، اعوجاج (انحراف) و درصد انجماد در قطعات از شبیه سازی ها استخراج شدند. در نهایت با به کارگیری روش تحلیل رابطه خاکستری، بهینه سازی بر اساس این نتایج انجام گرفت. نتایج بهینه سازی نشان می دهند که در تمامی ضریب تمایز های روش تحلیل رابطه خاکستری (1/0 الی 9/0) دمای ذوب 360 درجه سانتی گراد، دمای سطح قالب 140 درجه سانتی گراد، فشار نگهداری برابر با 100 درصد فشار تزریق و دمای سیال خنک کاری 5/12 درجه سانتی گراد کمتر از دمای سطح قالب بهینه ترین سطح ها بودند. همچنین بر اساس نتایج آنالیز واریانس در تمامی ضریب تمایز ها نیز پارامتر های دمای ذوب و فشار نگهداری به ترتیب اثرگذار ترین پارامتر ها بودند.کلید واژگان: بهینه سازی, قالب تزریق پلاستیک, روش تاگوچی, تحلیل رابطه خاکستری, مولدفلو}In the process of molding parts using the plastic injection molding method, it is key essential to apply appropriate parameters in order to produce a qualified product. The purpose of this paper is to choose helpful production parameters and optimize them for molding eight different parts made from Polyetherimide. In the beginning, based on the previous research and the capabilities of Mold Flow software, appropriate process parameters were chosen. These parameters were: melt temperature, mold surface temperature, packing pressure and coolant inlet temperature. The simulations in Mold Flow software were done based on Taguchi’s L25 orthogonal array. Afterward, the critical and comparable results including: volumetric shrinkage, sink mark, warpage and the percentage of frozen volume in parts were exported from the simulations. Eventually, the optimizations were made based on these results by applying the gray relational analysis. The optimizing results show that in all distinguishing coefficients of the gray relational analysis (0.1 to 0.9), the melt temperature was 360 °c, the mold surface temperature was 140 °c, the packing pressure was 100% of the injection pressure and the coolant inlet temperature was 12.5 °c lower than the mold surface temperature of the most optimized ones. Also based on the ANOVA results, in all difference indices, parameters of melt temperature and packing pressure were respectively the most effective.Keywords: optimization, Plastic injection mold, Taguchi method, Grey Relational Analysis, Moldflow}
-
زبری سطح از جمله مشخصه های بسیار مهم در محصولات نانوماشینکاری می باشد. یکی از پارامترهایی که همواره تاثیر زیادی بر کیفیت سطح داشته، نیروهای ناشی از فرایند نانوبراده برداری می باشد. در این پژوهش، با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی در نرم افزار لمپس، فرایند نانوشخم زنی دینامیکی قطعه کاری از جنس مس تک بلوری به وسیله ابزاری از جنس الماس بررسی شده و کیفیت سطح تولیدی و نیروهای براده برداری مورد بررسی قرار گرفته است. اثر پارامترهای فرایند نانوشخم زنی دینامیکی همچون عمق براده برداری (DOC)، دامنه (R) و فرکانس (ω) نوسان ابزار براده برداری بر روی نیروی براده برداری و زبری سطح با محاسبه زبری میانگین (Ra) بررسی شده است. همچنین به منظور بررسی دقیقتر تاثیر پارامترها و اثر متقابل آنها بر یکدیگر از روش تاگوچی برای طراحی آزمایش ها استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان داده است که به ترتیب مشخصه های عمق براده برداری، دامنه و فرکانس نوسان ابزار براده برداری بیشترین تاثیر بر روی صافی سطح و نیروهای براده برداری دارند. براساس نتایج ارائه گردیده، مشخص شده است که زبری سطح در شرایط ماشین کاری مختلف بر اساس انتخاب پارامترها می تواند بهبود یابد و لازم است قبل از انتخاب این پارامترها، شرایط آنها در کنار یکدیگر به خوبی بررسی گردند. همچنین، در نهایت با استفاده از روش تاگوچی، مقادیر بهینه پارامترهای شخم زنی دینامیکی برای دستیابی به بهترین صافی سطح و کمترین نیروی براده برداری در ابعاد مشخص به شرحDOC=2.5 ، R=0.1 و =50 KHzω بدست آمد.
کلید واژگان: شخم زنی دینامیکی, روش دینامیک مولکولی, زبری سطح, روش تاگوچی, مس تک بلوری}Surface roughness is one of the most important characteristics in nanomachining products. One of the parameters that always has a great impact on the surface quality is the forces caused by the nanocutting process. In this research, using molecular dynamics simulation in LAMMPS software, the process of dynamic nano ploughing of single-crystal copper workpiece by a diamond tool is investigated. The effect of parameters of dynamic nano- ploughing process such as depth of cut, amplitude and frequency of cutting tool vibration on cutting force and surface roughness has been investigated by calculating average roughness. Also, in order to more closely examine the effect of parameters and their interaction on each other, Taguchi method has been used to design experiments. The simulation results show that the characteristics of cutting depth, amplitude and frequency of cutting tool vibration have the greatest effect on surface smoothness and cutting forces, respectively. Based on the presented results, it has been determined that the surface roughness can be improved in different machining conditions based on the selection of parameters, and it is necessary to check their conditions together well before selecting these parameters. Also, using Taguchi method, the optimal values of dynamic ploughing parameters were obtained to achieve the best surface smoothness and the lowest cutting force in certain dimensions as described by DOC=2.5 , R=0.1 and ω=50 KHz.
Keywords: Dynamic ploughing, Molecular dynamic method, Surface roughness, Taguchi method, Single crystal copper} -
Journal of Modern Processes in Manufacturing and Production, Volume:12 Issue: 4, Autumn 2023, PP 93 -113
The correct selection of input parameters in the electric discharge machining (EDM) process leads to improvements in the material removal rate (MRR), dimensional accuracy of the parts, quality of the surface finish, and reduction of tool wear. The main goal of the research was to investigate the type and extent of the influence of input on output parameters in EDM operations. Experimental data and the contribution of parameters were obtained using the Taguchi test design with three levels. The tool used was made of copper. Samples were selected from three types of alloy steel: 4340, Ti6Al-4V, and AISI D2 steel. The test variables included maximum current (Ip), gap voltage (Vg), and duty factor (DF). In these experiments, Ip values of 5, 10, and 15 amps, Vg values of 25, 50, and 75 volts, and DF values of 0.3, 0.6, and 0.9 were selected. The number of machining operations was 81 tests, and the L9 orthogonal array related to the Taguchi approach used for Design of Experiments (DOE) reduced the number of machining operations from 81 to 27 tests. The results indicated that the current parameter of 5 amps had the highest effect on surface roughness (SR) in samples of AISI4340 steel. The current of 15 amps had the greatest impact on MRR, while the duty factor (DF) of 0.6 played the highest role in electrode wear rate (EWR). Maximum Ip contributed 36.77%, Vg contributed 31.03%, and DF contributed 32.18% to EWR.
Keywords: EDM, Surface Roughness, MRR, EWR, Taguchi Method} -
Iranian Journal of Mechanical Engineering Transactions of ISME, Volume:24 Issue: 2, Sept 2023, PP 5 -41In this research, the thermal conductivity and viscosity of nanofluids has been investigated. So, the best response for the highest thermal conductivity and the lowest viscosity, respectively have been checked. For this purpose, the effect of simultaneous use of CuO/Deionized Water nanofluids to evaluate the thermal conductivity and dynamic viscosity is investigated and analyzed. The focus of the work is to investigate the influence of different transport phenomena parameters by using CuO nanoparticles dispersed in Deionized water. Given that the signal-to-noise ratio has calculated from the Larger–the better relationship, therefore, it has be concluded that the thermal conductivity of nanofluid is higher at higher volume fractions and temperatures. Finally, in this condition, volume fraction of 0.4% and temperature of 40°C will be more suitable. On the other hand, Because of the signal-to-noise ratio has calculated from the smaller-the better relationship, therefore, it has be concluded that the dynamic viscosity of nanofluid is lower at lower volume fractions and higher temperature. And also, the volume fraction of 0.1% and the temperature of 33.3°C will be more suitable.Keywords: Sensitivity analysis, nanofluid, Taguchi method, Thermal conductivity, Dynamic viscosity}
-
تامین آب شیرین همواره یکی از مهم ترین دغدغه های بشر بوده و روش های مختلفی برای رفع این دغدغه مورداستفاده قرار گرفته است. از ساده ترین دستگاه های ساخته شده تصفیه آب شور به کمک انرژی خورشید، دستگاه آب شیرین کن خورشیدی پلکانی است. در این پژوهش به بررسی تجربی تاثیر استفاده از پارچه به عنوان ماده جاذب و متغیرهای مربوط به آن بر میزان تولید آب شیرین پرداخته شده است. در این راستا یک دستگاه آب شیرین کن خورشیدی پلکانی ساخته شده و متغیرهای مرتبط با پارچه و بر همکنش آن ها مورد آزمایش قرار گرفته است. متغیرهای بررسی شده در آزمایش عبارت اند از: جنس پارچه، رنگ پارچه، تعداد لایه های پارچه در سطح پلکان دستگاه، زاویه پارچه نسبت به سطح پلکان و ارتفاع سرریز آب در هر پله. طراحی آزمایش ها به روش تاگوچی انجام گرفته است. از میان متغیرهای بررسی شده، رنگ و جنس پارچه به عنوان موثرترین عوامل بر افزایش حجم آب شیرین مشخص شده اند. بر اساس نتایج به دست آمده، بیشترین استحصال آب در طول روز به میزان 2790 میلی لیتر بر مترمربع با استفاده از پارچه از جنس تنظیف سیاه در سه لایه و با زاویه 90 درجه نسبت به سطح پله و همچنین با ارتفاع سرریز آب 1 سانتی متر بوده است.کلید واژگان: آب شیرین کن خورشیدی پلکانی, افزایش استحصال شیرین سازی, پارچه جاذب, طراحی آزمایش, روش تاگوچی.}Providing fresh water has been one of the most important concerns of mankind and various methods have been used to solve this concern. In this regard, one of the simplest devices is the stepped solar still. In this research, the effect of using fabric as an absorbent material and its related parameters on the amount of freshwater production has been investigated experimentally. In this regard, stepped solar still has been built and the parameters related to the fabric and their interactions have been tested. These parameters were: type, color, number of layers, and the angle of the fabric relative to the surface of the steps, as well as the height of the water weir in each step. The experiments were designed using the Taguchi method. Among the examined parameters, the color and the material of the fabric have been identified as the most effective factors in increasing the volume of produced fresh water. The results showed that the maximum water production during the day was 2790 ml/m2 using black cotton fabric in three layers with an angle of 90 degrees relative to the steps' surface and a water weir height of 1 cm.Keywords: stepped solar still, increasing desalination efficiency, absorbent fabric, Design of Experiment, Taguchi method}
-
به علت توسعه کاربرد مواد کامپوزیتی به صورت لوله و اتصالات در خطوط انتقال و پالایشگاه های صنایع پتروشیمی و گاز، شناخت دقیق رفتار مکانیکی و طراحی بهینه آنها در شرایط کاری بسیار ضروری است. در این مطالعه با استفاده از روش طراحی آزمایشات تاگوچی، به ارایه مدل عددی جهت بررسی رفتار لوله های کامپوزیتی، ساخته شده با الیاف شیشه و رزین های متفاوت، در برابر بارهای ضربه ناشی از سقوط وزنه افتان در دماهای مختلف کاری پرداخته شده است. لوله ها با سه نوع رزین اپوکسی، ونیل استر و پلی استر تولید و در محدوده دمایی 15- تا 100 درجه سلسیوس مورد آزمایش قرار گرفته است. به منظور ارزیابی مدل، نتایج مدل عددی در حالات مختلف با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه و تاثیر هر یک از عوامل کنترلی روی پاسخ مکانیکی لوله ارزیابی شده است. نتایج حاکی از آن است که لوله با رزین اپوکسی و دمای 100 درجه سلسیوس بهترین عملکرد در برابر بار ضربه را داشته و همچنین با افزایش دمای محیط، ظرفیت حمل بار لوله کاهش و زمان برخورد ضربه زننده افزایش پیدا می کند.
کلید واژگان: لوله کامپوزیتی, ضربه کم سرعت, دمای کارکرد, روش تاگوچی, بهینه سازی, رزین پلیمری}Due to the development of using composite pipes and fittings in transmission lines and refineries of petrochemical and gas industries, knowledge of mechanical behavior and their optimal design in working conditions is essential. In this study, by using the Taguchi experimental design method, a numerical model is presented to investigate the behavior of composite pipes, made of glass fibers and different resins, against impact loads due to drop weight at different operating temperatures. The pipes are produced with three types of epoxy resins, vinyl ester and polyester and have been tested in the temperature range of -15o C to 100 °C. In order to evaluate the model, the results of the numerical model in different cases are compared with experimental ones and the effect of each of the control factors on the mechanical response of the pipe is evaluated. The results show that the pipe with epoxy resin and temperature of 100 °C has the best performance against impact load and also with increasing ambient temperature, the load carrying capacity of the pipe decreases and the impact time of the impactor increases.
Keywords: Composite pipe, Low velocity impact, Operating temperature, Taguchi method, Optimization, Polymeric resin} -
در این تحقیق، کارایی گرمایی-هیدرولیکی نانوسیال بوهمیت- آلومینا بر پایه آب در یک چاه گرمایی استوانه ای با مینی کانال های مارپیچ به صورت عددی بررسی شده است. فاکتورهای طراحی در چهار سطح شامل زاویه مارپیچ مینی کانال ها، عدد رینولدز، شکل نانوذرات و کسر حجمی نانوذرات انتخاب شدند. برای انجام تحلیل حساسیت فاکتورهای طراحی، از روش تاگوچی با آرایه متعامد L16 و تحلیل آماری واریانس استفاده شده است. عدد ناسلت، ضریب اصطکاک فانینگ و ضریب کارایی گرمایی کل به عنوان پارامترهای خروجی محاسبه شد. نتایج به دست آمده نشان داد که زاویه مارپیچ مینی کانال ها و شکل نانوذرات نقش حیاتی در عدد ناسلت و ضریب اصطکاک فانینگ با مجموع نسبت های مشارکت دو فاکتور به ترتیب %21/85 و %96 دارد. همچنین، زاویه مارپیچ مینی کانال ها 93%/47 در ضریب عملکرد حرارتی کل سهم دارد. ترکیب بهینه برای عدد ناسلت و ضریب کارایی گرمایی کل برابر A1B4C4D4 به دست می آید. به طور کلی، مینی کانال مارپیچ با نانوسیال بوهمیت -آلومینا می تواند به عنوان خنک کننده ترجیحی برای منابع گرمایی استوانه ای مفید باشد.
کلید واژگان: چاه گرمایی استوانه ای, مینی کانال مارپیچ, نانوسیال, شکل نانوذره, روش تاگوچی, آنالیز واریانس}In this research, hydrothermal performance of boehmite alumina nanofluid based on water in a cylindrical heat sink with helical minichannels is investigated numerically. The design factors were selected at four levels including the helix angle of minichannels, the Reynolds number, the nanoparticles shape and volume fraction of nanoparticles. To perform sensitivity analysis of design factors, the Taguchi method with L16 orthogonal array and statistical analysis of variance are used.The Nusselt number, the Fanning friction factor and the total thermal performance factor were computed as the output parameters. The obtained results showed that the helix angle of minichannels and the nanoparticles shape have a vital role in the Nusselt number and the Fanning friction factor with the sum of the contribution ratios of the two factors 85.21% and 96%, respectively. Also, the helix angle of minichannels has a 47.93% contribution in the total thermal performance factor.The optimal combination for the Nusselt number and the total thermal performance factor is acquired as A1B4C4D4. Overall, the helical minichannel with boehmite alumina nanofluid can be useful as a preferred cooling for the cylindrical heat sources.
Keywords: Cylindrical heat sink, Helical minichannel, nanofluid, nanoparticle shape, Taguchi method, Analysis of variance} -
یکی از اهداف اصلی در تولید محصولات ورقی با استفاده فرایند هیدروفرمینگ، دستیابی به کمترین نازک شدگی و نیروی شکل دهی لازم می باشد. در این مقاله، با استفاده از روش طراحی آزمایش و تحلیل اجزای محدود، فرایند شکل دهی ورق مسی با روش کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از طراحی آزمایش به روش تاگوچی، آزمایش های لازم طراحی شده است. در این طراحی، فشار بیشینه سیال، سرعت سنبه، ضریب اصطکاک سنبه با ورق، ضریب اصطکاک قالب با ورق، فاصله بین ورق گیر و ماتریس، شعاع گوشه سنبه، شعاع گوشه ماتریس و فشار پیش بشکه ای به عنوان متغیرهای ورودی و نسبت نازک شدگی و نیروی سنبه، به عنوان توابع پاسخ در نظر گرفته شدند. در ادامه با استفاده از روش اجزای محدود، آزمایش های طراحی شده به کمک مدل اجزای محدود صحت سنجی شده اجرا و خروجی های مورد نظر استخراج شدند. در پایان با انجام بهینه سازی به روش تاگوچی، سطوح بهینه پارامترهای ورودی به دست آمده و سپس آزمایش های تاییدی با استفاده از شبیه سازی اجزای محدود انجام شدند. نتایج نشان می دهد که پارامترهای شعاع گوشه سنبه و شعاع گوشه ماتریس، مهم ترین پارامترها برای تابع پاسخ نازک شدگی هستند. همچنین فشار بیشینه سیال، تاثیرگذارترین پارامتر بر نیروی سنبه می باشد.کلید واژگان: کشش عمیق هیدرودینامیکی, فشار شعاعی, بهینه سازی, روش تاگوچی, اجزا محدود}Achieving the minimum thinning and required forming force is one of the main purposes in the manufacturing of sheet products using the hydroforming process. This paper investigates forming of the copper sheet using the hydrodynamic deep drawing assisted by radial pressure via the design of experiment method and finite element (FE) analysis. Firstly, the necessary experiments have been designed using the Taguchi design of experiment method. In this design, maximum fluid pressure, punch velocity, the friction coefficient between punch and sheet, the friction coefficient between die and sheet, the gap between blankholder and die, punch nose radius, die entrance radius, and prebulge pressure were considered as input variables and thinning ratio and punch force considered as response functions. Then, designed experiments were performed using an experimental verified FE model and the desired results were obtained. Finally, the optimum levels of input variables were obtained using the Taguchi optimization method and the confirmation experiments were performed using the FE simulation. Results show that the punch nose radius and die entrance radius are the essential parameters on the thinning ratio. Also, the maximum fluid pressure is the most effective parameter on the punch force.Keywords: Hydrodynamic Deep Drawing, Radial Pressure, optimization, Taguchi method, Finite Element}
-
Composite shells find extensive application in modern civil, aerospace, and marine structures. In order to avoid resonance, such load-carrying shells need to be optimized from a frequency perspective. Composite shell structures often include cutouts for different functional requirements. Obtaining the best combination of design variables like degree of orthotropy, ply orientation, shallowness of the shell, and eccentricity of cutout of laminated shells leads to a problem of combinatorial optimization. This article attempts a numerical study of the free vibration response of composite stiffened hypar shells with cutout using finite element procedure and optimization of different parametric combinations based on the Taguchi approach. Numerical investigations are carried out following the L27 Taguchi design with four design factors, viz., fiber orientation, width/thickness factor of shell, degree of orthotropy, and position of the cutout for different edge constraints. For different shell boundaries considered here, the width/thickness factor emerges as the most influencing factor followed by a degree of orthotropy. The optimum parametric combination for the maximum fundamental frequency of cutout borne stiffened hypar shell is obtained from the analysis.Keywords: Laminated hypar shells, Stiffener, Cutout, Fundamental frequency, Optimization, Taguchi method}
-
باتوجه به دسترسی آسان به انرژی خورشید، تصفیه آب با استفاده از انرژی خورشید موردتوجه پژوهشگران می باشد. در این پژوهش، یک دستگاه آب شیرین کن خورشیدی پلکانی ساخته شده و در شهر اراک موردمطالعه آزمایشگاهی قرار گرفته است. به همین منظور، تاثیر پنج متغیر ورودی بر میزان استحصال آب به عنوان متغیر خروجی، با استفاده از طراحی آزمایش به روش تاگوچی بررسی شده است. متغیرهای ورودی شامل دبی آب شور، زاویه دستگاه، رنگ صفحه جاذب، تعداد و فاصله نخ های هدایت کننده آب تقطیرشده در هر ردیف بوده اند. این تحقیق ازاین جهت منحصربه فرد است که از نخ های پلاستیکی برای ایجاد مسیرهایی بر روی سطح شیشه استفاده کرده تا آب تقطیر شده را به مخزن آب شیرین هدایت کند. همچنین بررسی هم زمان تاثیر پارامترهای ورودی از نوآوری های این پژوهش می باشد. بر اساس نتایج به دست آمده، بیشترین خروجی آب شیرین، به میزان 1975 میلی لیتر بر مترمربع، زمانی حاصل می شود که دبی ورودی آب شور 50 میلی لیتر بر دقیقه، زاویه دستگاه 40 درجه، رنگ صفحه جاذب مشکی، تعداد نخ های هدایت کننده آب در هر ردیف 2 عدد و فاصله ردیف ها 8 میلی متر باشد. همچنین استفاده از 2 عدد نخ هدایت کننده آب در هر ردیف و به فاصله 8 میلی متر از همدیگر سبب افزایش میزان استحصال آب بر واحد سطح شده است.کلید واژگان: بررسی تجربی, آب شیرین کن خورشیدی پلکانی, نمک زدایی, نخ هدایت کننده آب, روش تاگوچی}Academics are interested in solar energy for water purification because it is easily accessible. In this investigation, a stepped solar still was constructed and tested experimentally in Arak. Using the Taguchi design of experiment approach, it was determined how the five input parameters-saline water flow rate, device angle, absorber plate color, number, and spacing of distilled water-conducting threads in each row-affected the amount of freshwater production as the output variable. This research is unique in that it uses plastic threads to create channels on the cover glass surface that lead distilled water to the freshwater tank. In addition, the simultaneous study of the effect of input parameters is one of the innovations of this research. The results showed that when the input saline water flow rate was 50 ml/min, the device angle was 40°, the absorber plate was black, the number of water-conducting threads in each row was 2, and the row spacing was 8 mm, the greatest freshwater output of 1975 ml/m2 was produced. Also, by using two water-conducting threads in each row and spacing them 8 mm apart, the amount of water produced per unit of surface area was increased.Keywords: Experimental Study, Stepped Solar Still, Desalination, Water-Conducting Thread, Taguchi Method}
-
In this study, the effect of selective laser melting parameters on the mechanical properties of iron has been experimentally investigated. The mechanical properties discussed in this article are ultimate tensile strength. The selected parameters include the laser power, the laser scanning speed, and the laser hatch distance, and the design of experiments was done by the Taguchi method. By examining the microstructure, the optimal range of the mentioned process parameters was determined to achieve the highest tensile strength. The results show that the optimum parameter levels for the tensile strength include the laser power of 200 watts, the laser scanning speed of 600 millimeters per minute, and the hatch distance of 70 micrometers.
Keywords: Selective Laser Melting, Iron Powder, Taguchi Method, Ultimate Tensile Strength} -
کانال های موجدار منجر به افزایش عملکرد تجهیزات حرارتی و کاهش ابعاد آنها می شوند. مشخصات هندسی در طراحی مبدل های حرارتی صفحه ای موجدار عبارت است از: گام، ارتفاع، ضخامت، طول پره، طول موج و دامنه موج. در مطالعه حاضر، به منظور بهینه سازی عملکرد این نوع از مبدل های حرارتی، طراحی آزمایشی با استفاده از روش تاگوچی ارایه شد. این طراحی شامل 25 مدل هندسی متفاوت برای کانال های موجدار است. برای هریک از این مشخصات پنج مقدار متفاوت در نظر گرفته شد. در هر یک از این مدل ها، رفتار حرارتی و هیدرولیکی هوا به عنوان سیال خنک کننده توسط دینامیک سیالات محاسباتی در سه بعد شبیه سازی شد. با استفاده از روش آنالیز واریانس، مقدار بهینه هر یک از مشخصات هندسی و همچنین تاثیر آنها بر میزان انتقال حرارت و افت فشار هوا مشخص شد. نتایج نشان دادند که دامنه ی موج موثرترین مشخصه ی هندسی بر ضریب f و نیز بر معیار ارزیابی عملکرد j/f است. دامنه ی موج برای ضریب j در ناحیه آرام بیشترین تاثیر را داشت ولی در اعداد رینولدز بالاتر به تدریج از اهمیت آن کاسته شده و بر اهمیت گام پره افزوده می شود. دومین مشخصه ی موثر در تمام اعداد رینولدز برای ضرایب j، f و j/f طول موج است.کلید واژگان: مبدل حرارتی صفحه ای فشرده, کانال های موجدار, شبیه سازی CFD, بهینه سازی, روش تاگوچی}The wavy channels increases the performance of thermal apparatuses and decreases the their size. The design parameters of wavy-plate heat exchangers are the pitch, height, thickness, length of channel and wave-length and wave-amplitude. In the present syudy, to optimum the performance of wavy-plate heat exchangers, a Taguchi method is utilized for 25 models in five levels. Thermal-hydraulic performance of the models is investigated using an appropriate 3D-CFD simulation. Then, the variance analysis is applied to detect the optimum values and more effective parameters on heat transfer rate and pressure drop. The results indicated that the most effective geometrical parameters on f factor and the criterion of evaluating performance j/f is wavy amplitude. The wavy-amplitude on j factor has the most influence in the laminar regime, but its importance is gradually reduced at higher Reynolds numbers and the importance of pitch is increased. The wavelength is the second effective characteristic for j, f, and j/f factors in all Reynolds numbers.Keywords: Compact plate Heat Exchanger, Wavy channels, CFD Simulation, Optimization, Taguchi method}
-
Journal of Modern Processes in Manufacturing and Production, Volume:11 Issue: 2, Spring 2022, PP 61 -69In the present study, experimental investigations were conducted to find out the effect of abrasive water jet machining (AWJM) process parameters on the surface roughness (Ra) of white Makrana Marble. The approach was based on Taguchi’s method and analysis of variance (ANOVA) to optimize the AWJM process parameters for effective machining. Nozzle transverse speed, water pressure, and stand of distance were selected as the input parameters while the other was kept constant. It was found that the water pressure and nozzle transverse speed were significant control factors and the stand of distance was the insignificant control factor in controlling the surface roughness (Ra).Keywords: Surface Roughness, AWJM, Taguchi Method, White Marble}
-
In this paper, the optimization of electromechanical devices by continuous sensitivity analysis and its comparison with Taguchi method is investigated. The present research can be useful for researchers in one of the important and practical issues that is the optimization of different systems. In practice, it will be observed that the continuous sensitivity analysis method, in addition to achieving significant results, also increases the convergence rate significantly compared with the Taguchi method. In addition to the above, this dissertation also tries to improve the method of continuous sensitivity analysis, which has been done using the help of interpolation such as Spline and Bizar. One of the advantages of the continuous sensitivity analysis method using Spline interpolation in comparison with the Taguchi method is the absence of sharp angles at the optimized border and ease of construction. This specification is of great importance in electromagnetic devices. The main purpose of this article is to compile a complete and understandable reference for use in today's industry and further studies.Keywords: Electromrchanical Optimization, Machine Design, Taguchi Method, Electromagnetism, Sensitivity}
-
In this study, the impact of input parameters of Electrical Discharge Machining (EDM) on A356 nano-composite reinforced by 6% SiC was investigated and optimized using Taguchi's method based on the L9 orthogonal array and duplicated levels method. We considered voltage, current intensity, pulse on-time, and pulse off-time as the input parameters. Furthermore, material removal rate (MRR), tool wear rate (TWR), and surface roughness (SR) were taken into account as the output parameters. The analysis of results and examination of the signal-to-noise graphs (S/N) and analysis of variance (ANOVA) were performed using Minitab@16 software. Moreover, with the determination of the loss function of total normalized values of the output parameters based on assumed weight functions, the optimal level of each input parameter was established. Besides, the magnitude of contribution percentage of each of the input parameters in the total variance was computed through the variance analysis. According to the achieved results, the second level of the voltage (250 V), the first level of the current intensity (10 A), the third level of the pulse on-time (100 µs), and the first level of the pulse off-time (30 µs) were determined as the optimal input parameters. The contribution percentage of the input parameters for voltage, current intensity, pulse on-time, and pulse off-time was determined respectively to be 20.7, 62.06, 9.19, and 8.05.Keywords: Electrical discharge machining (EDM), Nano-Composite, Taguchi Method, Variance Analysis, 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.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.