بهینه سازی چندهدفه پارامترهای فرآیند لیزرکوبی با استفاده از آرایه های متعامد تاگوچی و روش تحلیل رابطه ای خاکستری

Abstract

لیزرکوبی یکی از فرآیندهای بهبود عمر است که با تابش پالس لیزر با انرژی کافی در زمان بسیار کوتاه بر سطح فلز منجر به نفوذ امواج شوک درون ماده و ایجاد تنش پسماند فشاری درون آن می‌شود. هدف از انجام این پژوهش، بهینه‌سازی چندهدفه پارامترهای موثر در فرآیند لیزرکوبی است. از روش اجزاء محدود جهت مدل‌سازی، آرایه‌های متعامد تاگوچی جهت طراحی آزمایش و تحلیل رابطه‌ای خاکستری جهت بهینه‌سازی چندهدفه استفاده شده است. قطر، فشار، زمان و میزان همپوشانی بین دو پالس مجاور لیزر به عنوان فاکتورهای طراحی که در 4 سطح تغییر می‌کنند در نظر گرفته شده و از آرایه‌ی متعامد L16 تاگوچی به عنوان چیدمان آزمایش‌ها استفاده شده است. میانگین تنش پسماند در سطح پالس اول، کمترین و بیشترین تنش پسماند و میانگین عمق تنش پسماند در مرکز دو پالس لیزر به عنوان توابع هدف بهینه‌سازی در نظر گرفته شده است. با انجام تحلیل رابطه ای خاکستری، امتیاز رابطه‌ای خاکستری برای هر آزمایش محاسبه شده و حالت بهینه هریک از پارامترها به دست آمده است. نتایج نشان‌دهنده این است که حالت بهینه هر یک از پارامترهای قطر، فشار، زمان و میزان همپوشانی بین دو پالس به ترتیب در سطوح چهارم، چهارم، اول و چهارم می‌باشد که به ترتیب برابر 8 میلی‌متر، 4 گیگاپاسکال، 30 نانوثانیه و 75درصد می‌باشند .همچنین تحلیل واریانس بر روی نتایج صورت گرفت تا تاثیر هر یک از پارامترها بر روی خروجی مشخص شود که زمان لیزر با 58/87 درصد، تاثیرگذارترین پارامتر بر روی نتایج است.