18320

۱۸۳۲۰

بهينه سازي چند هدفه خواص مكانيكي و ريزساختاري آلومينيوم با استفاده از روش طراحي آزمايشات براي فرايند نوين اصطكاكي اغتشاشي

كارشناسي ارشد

صنايع

آبان ماه ۱۳۹۶

دكتر محمدرضا محمدعليها

دكتر رسول نورالسناء

صنايع

فرآيند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي (FSW) در موسسه TWI در سال 1991 ابداع گرديد. به دليل مزاياي بسيار FSW، جوشكاري بسياري از اتصالات آلياژهاي آلومينيوم از جمله آلياژ هاي دريايي و سري هاي هوافضايي كه تا پيش از ابداع اين روش، به خاطر كاهش قابل توجه مقاومت اتصال نسبت به فلز پايه، سخت و يا بعضا غير قابل جوشكاري بودند با اين روش ممكن شده است. در اين پايان نامه از طراحي آزمايشات و روش تاگوچي براي بهينه سازي خواص مكانيكي آلياژ 5083 آلومينيوم استفاده شده است. ابتدا با مشخص كردن چهار فاكتور سرعت دوراني ،سرعت پيشروي، قطر شولدر و هندسه پين جوشكاري كه به صورت تجربي در گذشته بيشترين تاثير را بر خواص مكانيكي آلياژ آلومينيوم 5083 در اتصال لب به لب داشته¬¬اند انتخاب و براي هر يك از فاكتور¬ها چهار سطح انتخاب شده است كه يك جدول طراحي آزمايشات L16 به روش تاگوچي را نتيجه مي¬دهد. براي اين منظور ورقهايي از جنس آلياژ آلومينيوم 5083 با ضخامت mm5 با سرعتهاي دوراني 600، 800، 1200 و rpm1600 وسرعتهاي پيشروي 40، 80، 120و mm/min160 توسط ابزارهايي از جنس فولاد گرمكار H13به صورت اتصال لب به لب جوشكاري شدند. براي بررسي خواص مكانيكي اتصال از تستهاي شكست استفاده شد. در كنار نتايج تست شكست، هزينه¬ي هر آزمايش نيز محاسبه شده است. در نهايت براي پيدا كردن پارامترهاي جوشكاري FSW كه هم از نظر مقاومت در برابر شكست و هم از نظر نظر اقتصادي قابل قبول باشد از بهينه سازي چند هدفه استفاده شده است.

1396/10/23

1/13/2018 12:00:00 AM

The friction stir welding process (FSW), was invented at the TWI Institute in 1991. Due to many advantages of the FSW, welding of many aluminum alloy joints, including aerospace series, which before introduction of this method, was hard or sometimes non-weldable due to a significant reduction in bond strength compared to the base metal now with this method is possible. In this study, the Taguchi experimental design was used to determine the four factors of: rotational velocity, speed, sholder diameter and pin shape, which experimentally had the greatest effect on the mechanical properties of aluminum alloy 5083 in the attachment of the lip The lips have been chosen and for each of the factors, four levels have been selected, in which case we will have a design table for the L16 experiments using the Taguchi method. For this purpose, sheets of Aluminum 5083 alloy with a thickness of 5mm was used. rotational speeds of 600, 800, 1200 and 160orpm and forward speeds of 40, 80, 120 and 160mm / min were used for welding with HPL-H13. Fracture tests were used to study the mechanical properties of bonding. In addition to the failure test results, the cost of each test is also calculated. Multi-objective optimization is used to find a state that is both robust and economically feasible.