12641

12641

شبيه‏سازي و بهينه‏سازي چند‏هدفي فرايند فرم‏دهي سوپر‏پلاستيك پنل‏هاي بدنه خودرو

كارشناسي ارشد

خودرو - سازه و بدنه

آبان 1392

آبان 1392

دكتر محمدحسن شجاعي‏فرد- دكتر ابوالفضل خلخالي

چكيده در فرايند فرم‏دهي سوپر‏پلاستيك، توزيع اصطكاك در سطح قالب تاثير قابل توجهي بر زمان فرم‏دهي و توزيع ضخامت در قطعه دارد. در اين تحقيق، به بهينه‏سازي فرم‏دهي سوپر‏پلاستيك آلياژ آلومينيوم AA5083 به شكل پنل صفحه پلاك خودرو تحت شرايط اصطكاك متغير با هدف بهبود يكنواختي ضخامت در قطعه پرداخته مي‏شود. شبيه‏سازي فرايند فرم‏دهي با استفاده از نرم‏افزار ABAQUS انجام مي‏گيرد. در ابتدا، فرايند فرم‏دهي سوپر¬پلاستيك تحت شرايط توزيع يكنواخت اصطكاك بررسي شده و توزيع بهينه اصطكاك در اين شرايط تعيين مي‏شود. در مرحله بعد، سطح قالب جهت اعمال موضعي ضريب اصطكاك به هفت ناحيه تقسيم شده و ضرايب اصطكاك در شعاع‏هاي ورودي و ديواره‏هاي جانبي قالب به عنوان متغيرهاي طراحي در نظر گرفته مي‏شوند. مدل چندجمله¬اي براي فاكتور نازك‏شدگي بر حسب متغيرهاي طراحي، با استفاده از داده‏هاي شبيه‏سازي عددي و به كار¬گيري شبكه‏هاي عصبي GMDH بدست مي‏آيد. با استفاده از اين مدل چند جمله¬اي، بهينه‏سازي فرايند فرم‏دهي پنل در فضاي متغيرهاي معين توسط الگوريتم ژنتيك انجام مي‏گيرد و نشان داده مي‏شود كه در مقايسه با شرايط توزيع بهينه اصطكاك يكنواخت، با وجود بهبود 6 درصدي در يكنواختي ضخامت، زمان فرم‏دهي حدود 2 درصد افزايش مي‏يابد. جهت طراحي مقاوم فرايند فرم‏دهي سوپر‏پلاستيك پنل با درنظر گرفتن نامعيني‏هاي احتمالاتي موجود در ضريب اصطكاك، واريانس و مقدار ميانگين فاكتور نازك‏شدگي به عنوان توابع هدف انتخاب شده و بهينه‏سازي چند‏هدفي توسط الگوريتم NSGAII انجام مي‏گيرد. نقطه مصالحه توسط روش NIP از ميان نقاط پارتو انتخاب مي‏شود. نشان داده مي‏شود كه با توزيع بهينه اصطكاك متغير به دست آمده در طراحي مقاوم فرايند فرم¬دهي، در مقايسه با شرايط اصطكاك يكنواخت، زمان فرم‏دهي به ميزان قابل توجهي كاهش پيدا كرده و كيفيت قطعه نيز بهبود مي‏يابد. همچنين نشان داده مي¬شود كه نتيجه بهينه‏سازي معين در فضاي متغيرهاي نامعين، طرح مقاومي نيست. كلمات كليدي: فرم‏دهي سوپر‏پلاستيك، توزيع متغير اصطكاك، فاكتور نازك‏شدگي، شبكه‏هاي عصبي GMDH، طراحي مقاوم