17093

17093

طراحي آزمايش و بهينه سازي خواص مكانيكي نانو كامپوزيت آلومينيوم تقويت شده با نانو پودر به روش فرآيند اصطكاكي-اختلاطي

كارشناسي ارشد

بهينه سازي سيستم ها

اسفند ماه 1395

دكتر محمد رضا محمد عليها

صنايع

چكيده استفاده از آلومينيوم در صنعت روز به روز در حال افزايش مي¬باشد و تلاشهاي فراواني براي ارتقاي ويژگيهاي اين فلز انجام شده است. ساخت كامپوزيتهاي زمينه آلومينيومي با استفاده از روش فرآيند اصطكاكي اختلاطي از جمله روشهايي است كه با اضافه كردن پودرهاي سراميكي يا فلزي به اين فلز، خواص اين فلز را بهبود مي¬دهد. فرآيند اصطكاكي اختلاطي ضمن بازدهي انرژي بالا، سازگاري بسيار خوبي با محيط زيست دارد. در فناوري فرآيند اصطكاكي اختلاطي پارامترهاي ورودي نظير هندسه، شكل ابزار كار، سرعت دوراني ابزار، سرعت پيشروي ابزار، نوع مواد جوشكاري شده، ضخامت مواد، زاويه ورود پين به قطعه كار و غيره از جمله پارامترهاي موثر در اين فناوري به شمار مي روند. از طرفي نياز صنعت در حوزه جوش مبتني بر انجام جوشكاري هاي با كيفيت و با استحكام مي باشد. از آنجا كه تغيير پارامترهاي ورودي فوق الذكر تاثير فراواني بر مقدار استحكام و كيفيت جوش دارد، رسيدن به جوشهاي با كيفيت بالا با توجه به كثرت پارامترهاي ورودي جز از طريق طراحي آزمايش و بهينه سازي فرآيند جوشكاري امكان پذير نمي باشد. لذا در اين پروژه ضمن آشنايي با فناوري جوشكاري و آلياژسازي مذكور كه جزء روشهاي نوين اتصال فلزات پركاربرد صنعت در حوزه هاي صنايع ريلي و دريايي مي باشد، اقدام به بهينه سازي پارامترهاي ورودي جوش از طريق روش طراحي آزمايش مي گردد. اين كار سبب كاستن از هزينه هاي زياد ساخت و تعدد تستهاي آزمايشگاهي مي گردد. بدين منظور در ابتدا، با استفاده از طراحي آزمايش تاگوچي اقدام به ساخت كامپوزيت آلومينيوم منيزيم تقويت شده با استفاده از روش فرآيند اصطكاكي اختلاطي مي گردد و سپس با انجام تست كشش تاثير 3 پارامتر هندسه ي ابزار ، سرعت پيشروي و سرعت دوراني در اين نوع كامپوزيت مورد بررسي قرار مي گيرد. با انجام تست كشش نشان داده مي شود كه پارامتر هندسه ابزار تاثير گذارترين پارامتر مورد بررسي مي باشد و بعد از آن نيز به ترتيب پارامترهاي سرعت دوراني و سرعت پيشروي بيشترين تاثير را در مقدار استحكام كشش ماده تست شده دارند. واژه‌هاي كليدي: بهينه سازي، فرآيند اصطكاكي اختلاطي، نانو كامپوزيت آلومينيوم تقويت شده، مطالعه آزمايشگاهي فرآيند اتصال

1396/01/21

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: Nowadays the use of aluminum in the industrial application is rising an​d many efforts have been performed to improve the properties of this alloy. Friction Stir Welding (FSW) o​r Friction Stir Process (FSP) of such alloys by means of nano powders o​r nano particls is a newly suggested method for increasing the strength an​d mechanical properties of different Aluminum grads. In this technology, diff of input parameters such as tool shape, transverse an​d rotational speeds of the pin, welding material type, geometry of welded body an​d etc can affect significantly on the quality of joint made by (FSW/FSP) technique. The use of design of experiments (DOE) can help researcher to decrease the cost an​d total number of required experiments to obtain optimum input variables. Hence in this project using nano aluminum particles, the some mechanical properties of marine grade aluminum magnesium alloys is imported. At first, using Taguchi design methods the required levels an​d input parameters for manufacturing aluminum-magnesium-reinforced composite using the FSW/FSP is obtained an​d then tensile an​d impact properties are investigated. With tensile tests it shown that the rotational speed an​d feed rate have the greatest impact on the amount of tensile strength of tested material. Keywords: Optimization, friction stir processing, Nano-composite aluminum alloy manufactured, Laboratory study process connection