بهینه سازی پارامترهای ساختاری قالب های فرایند اکستروژن مارپیچ در کانال های همسان با مقطع بیضوی بر اساس تئوری خاکستری

Optimization of structural parameters for elliptical cross-section spiral equal-channel extrusion dies based on grey theory

چکیده

فرآیند اکستروژن مارپیچ در کانال های همسان با مقطع بیضوی (ECSEE) با استفاده از نرم افزار المان محدود DEFORM-3D شبیه سازی شد. نسبت m مربوط به نسبت محور بزرگ بیضی به محور کوچک آن، زاویه پیچش φ، طول کانال تبدیل مقطع دایره ای به بیضی L_۱، طول کانال انتقالی پیچش با مقطع بیضوی L_۲ و طول کانال تبدیل مقطع بیضی به دایره ای L_۳ مهم ترین پارامترهای اکستروژن هستند. کرنش مؤثر متوسط ε_avg در مقطع نمونه، ضریب یکنواختی تغییر شکل α و مقدار ماکزیمم آسیب δ_max برای بهینه سازی انتخاب شده و آزمایش متعامد مجازی L_۱۶ (۴^۵) طراحی شد. درجه همبستگی پارامترهای فرآیند که ε_avg، α و δ_max را تحت تأثیر قرار می دهند به وسیله نتایج شبیه سازی عددی با استفاده از اوزان و مدل خاکستری مربوطه تحلیل شدند. پارامترهای فرآیندی به کمک تئوری تصمیم گیری شرایط خاکستری بهینه سازی شده و پارامترهای بهینه فرآیند ECSEE به صورت φ برابر °۱۲۰، m برابر ۱.۵۵، L_۱ برابر ۷ میلی متر، L_۲ برابر ۱۰ میلی متر و L_۳ برابر ۱۰ میلی متر به دست آمد. نتایج شبیه سازی و عملی حاکی از این بود که با استفاده از پارامترهای بهینه فرآیند و قالب، سطح مناسبی از ریزدانه سازی اتفاق می افتد. بنابراین نتایج بهینه سازی قابل قبول هستند.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

The elliptical cross-section spiral equal-channel extrusion (ECSEE) process is simulated by using Deform-3D finite element software. The ratio m of major-axis to minor-axis length for ellipse-cross-section, the torsion angle u, the round-ellipse cross-section transitional channel L_۱, the elliptical rotation cross-section transitional channel L_۲ and the ellipse-round cross-section transitional channel L_۳ are destined for the extrusion process parameters. The average effective strain e_ave on cross-section of blank, the deformation uniformity coefficient a and the value of maximum damage d_max are chosen to be the optimize indexes, and the virtual orthogonal experiment of L_۱۶ (۴^۵) is designed. The correlation degree of the process factors affecting e_ave, a and d_max is analyzed by the numerical simulation results using the weights and grey association model. The process parameters are optimized by introducing the grey situation decision theory and the ECSEE optimal combination of process parameters is obtained: u of 120, m of 1.55, L_۱ of 7 mm, L_۲ of 10 mm, and L_۳ of 10 mm. Simulation and experimental results show that the material can be refined with the optimized structural parameters of die. Therefore, the optimization results are satisfactory.