پایان نامه طراحی بهینه منحنی فشار تغذیه‌ ی محوری در فرآیند هیدرو فرمینگ گرم لوله‌های سه‌ راهی

فهرست:

فصل1:       مقدمه                                                                                         1

1-1           فرآیند هیدروفرمینگ                                                                      2

1-2           تاریخچه و دسته‌بندی روش هیدروفرمینگ                                            4

1-3           هیدروفرمینگ ورق                                                                         4

1-4           کشش عمیق هیدرومکانیکال                                                             5

1-5           هیدروفرمینگ فشار بالای ورق                                                           6

1-6            هیدروفرمینگ لوله                                                                         7

1-7           مزایای روش هیدروفرمینگ                                                               9

1-8           ابزار و تجهیزات سیستم هیدروفرمینگ                                                9

1-9           هیدروفرمینگ گرم                                                                        10

1-10        عیوب محصولات هیدروفرمینگ لوله                                                   11

1-11        پیشینه پژوهش                                                                            12

1-12        اهداف و ساختار پایان‌نامه                                                                16

فصل2:       الگوریتم ژنتیک                                                                            19

2-1           مقدمه                                                                                       20

2-2           بیان ریاضی یک مسئله بهینه سازی                                                   20

2-2-1      بردار طراحی                                                                                21

2-2-2      فضای طراحی                                                                               21

2-2-3      قیدهای طراحی                                                                             21

2-2-4      تابع هدف                                                                                    22

2-3           الگوریتم ژنتیک                                                                            22

2-3-1      عملگر انتخاب                                                                              24

2-3-2      عملگر پیوند (ادغام)                                                                       24

2-3-3      عملگر جهش                                                                               25

2-4           تعیین پارامترهای الگوریتم ژنتیک و نکات کاربردی                                 27

2-5           معیار همگرایی                                                                             27

فصل3:       شبیه‌سازی فرآیند هیدروفرمینگ گرم                                                 29

3-1           مقدمه                                                                                       30

3-2           شبیه‌سازی اجزا محدود سرد فرآیند هیدروفرمینگ لوله‌ی سه‌راهی              30

3-3           شبیه‌سازی گرم فرآیند هیدروفرمینگ لوله‌های سه‌راهی                           35

فصل4:       بهینه‌سازی                                                                                 39

4-1.          مقدمه                                                                                       40

4-2.          متغیرهای ورودی و خروجی فرآیند هیدروفرمینگ لوله‌ی سه‌راهی               40

4-3.          طراحی آزمایش                                                                            41

4-3-1.     تعاریف و اصطلاحات طراحی آزمایش                                                  42

4-3-2.     مراحل طراحی آزمایش                                                                   42

4-3-3.     طراحی آزمایش به روش تاگوچی                                                       46

4-4.          رگرسیون خطی                                                                            48

4-5.          بهینه‌سازی به روش الگوریتم ژنتیک                                                   49

فصل5:       نتایج و بحث                                                                                51

5-1           مقدمه                                                                                       52

5-2           اثر دما بر توزیع ضخامت آلومینیوم                                                     52

5-3           اثر دما بر ارتفاع برآمدگی                                                                54

5-4           بررسی تأثیر دما بر نیروهای شکل‌دهی                                                54

5-5           تولید لوله در قالب با شعاع گوشه‌ی تیزتر به کمک هیدروفرمینگ گرم          56

5-6            بررسی نتایج شبیه‌سازی انجام شده با استفاده از کمیت‌های بهینه               58

5-6-1      حرکت بهینه‌ی سنبه‌ی متقابل                                                          60

5-6-2      مقایسه نتایج شبیه‌سازی و نتایج آزمایش‌ها                                           62

5-6-3      مقایسه محصول سرد(هوانگ) و گرم                                                   63

فصل6:       نتیجه‌گیری و پیشنهادها                                                                 65

6-1            نتیجه‌گیری                                                                                 66

6-2            پیشنهادها                                                                                  66

ضمیمه                                                                                                  72

مراجع                                                                                                   73

منبع:

Koç, Muammer, Hydroforming for advanced manufacturing, Elsevier, 2008.

J. Grey, "Apparatus for making wrought metal". US Patent Patent 2,203,868, june 1939.

k.nakamura, "Warm deep drawability with hydraulic counter pressure of 1050 Al sheets," Journal of Japan Institute of Light Metals, vol. 47, pp. 323-328, 1997.

Y. M. Hwang, Y. K. Lin, H. C. Wu and H. C. Chen, "FE simulation on T-shape tube hydroforming," in The 18th National Conference on Mechanical Engineering, The Chinese Society of Mechanical Engineering, 2001.

a.schultz, "Aluminum for light vehicles – an objective look at the next," in Aluminum Conf, Montreal, Canada, 1999.

n.asnafi, "Analytical modelling of tube hydroforming," Thin-Walled Structures, vol. 34, p. 295–330, 1999.

M.Y. Lee, S.M.Sohn, C.Y.Kang, M.Y. Lee,Effects of pre-treatment conditions on warm hydroformability of 7075 aluminum tubes," Journal of Materials Processing Technology, Vols. 155-156, p. 1337–1343, 2004.

M. Imaninejad, G. Subhash*, A. Loukus, "Loading path optimization of tube hydroforming process," International Journal of Machine Tools & Manufacture, vol. 45, pp. 1504-1514, 2005.

S.J.Kanga, H. K.Kima, B.S.Kangb, "Tube size effect on hydroforming formability," Journal of Materials Processing Technology, vol. 160, pp. 24-33, 2005.

M. Plancak, F. Vollertsen, J. Woitschig, "Analysis, finite element simulation and experimental," Journal of Materials Processing Technology, vol. 170, pp. 220-228, 2005.

S.Yuan , J. Qi , Z. He, "An experimental investigation into the formability of hydroforming 5A02 Al-tubes at elevated temperature," Journal of Materials Processing Technology, vol. 177, p. 680–683., 2006.

Y.M. Hwang , T.C. Lin, W.C. Chang, "Experiments on T-shape hydroforming with counter punch," Journal of Materials Processing Technology, vol. 192, p. 243–248, 2007.

B.J. Kim, C.J. Van Tyne, M.Y. Lee, Y.H. Moon, "Finite element analysis and experimental confirmation of warm hydroforming process for aluminum alloy," Journal of Materials Processing Technology, Vols. 187-188, p. 296–299, 2007.

H.K. Yi, E.J. Pavlina, C.J. Van Tyne, Y.H. Moon, "Application of a combined heating system for the warm hydroforming of lightweight alloy tubes," journal of materials processing technology, vol. 203, p. 532–536, 2008.

T.Z.jun, L.Gang, H. Z.bin, Y.Shi-jian, "Wrinkling behavior of magnesium alloy tube in warm hydroforming," Transactions of Nonferrous Metals Society of China, vol. 20, pp. 1288-1293, 2010.

L.C. Sousa, C.F. Castro, C.A.C. Ant´onio, "Optimal design of V and U bending processes using genetic algorithms," Journal of Materials Processing Technology, vol. 172, pp. 35-41, 2006.

L.Wei,Y.Yuying, "Multi-objective optimization of sheet metal forming process using Pareto-based genetic algorithm," journal of materials processing technology, vol. 208, p. 499–506, 2008.

[18]  محمد بخشی, اصغر شمسی سربند،سید ابولفضل زاهدی ،محسن شاکری ،, “بهینه‌سازی منحنی مسیر فشار برای شکل‌دهی قطعات پله‌ای با استفاده از فرایند کشش عمیق هیدروفرمینگ,” در نهمین کنفرانس ملی مهندسی ساخت و تولید, 1387.

[19] م. فروزان, روش‌های نوین بهینه‌سازی, مرکز انتشارات جهات دانشگاهی اصفهان, 1390.

S.J.Hashemi, H.M. Naeini, G.Liaghat, R.A.Tafti, and F.Rahmani, "Numerical and Experimental Investigation of Temperature Effect on Thickness Distribution in Warm Hydroforming of Aluminum Tubes," Journal of Materials Engineering and Performance, vol. 22, p. 57–63, 2012.

F. C. Lin, C. T. Kwan, "Application of abductive network and FEM to predict an acceptable product on T-shape tube hydroforming process,," Computers & Structures, vol. 82, pp. 1189-1200, 2004.

Mirhosseini, A.Masoud, M. Loh Mousavi, and G.Amirian, "Prediction of wrinkling and bursting in hydroforming of tubes in box-shaped die using FEM," Key Engineering Materials, vol. 486, pp. 213-216, 2011.

Montgomery, Douglas C, Design and analysis of experiments, John Wiley & Sons, 2008.

W.Hui, L.Y.bing, P.FRIEDMAN , C.M.he, G.Lin, "Warm forming behavior of high strength aluminum alloy AA7075," Trans. Nonferrous Met. Soc. China, vol. 22, pp. 1-7, 2021.

J. Pirson, "Topical day on Generation III Reactors Lecture 1 : Reactor technologies," 2010.

J. Gorgemans, "Introduction to the Westinghouse Advanced Passive Pressurized Water Reactor, AP1000 Plant Design," in SNS Meeting, 2007.