بررسی تجربی و بهینه‌سازی پارامترهای فرآیند هیدروفرمینگ لوله‌های دولایه به کمک الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات

Abstract

تنظیم دقیق پارامترهای فرآیند هیدروفرمینگ لوله‌های دولایه برای تولید محصول سالم و مطابق با مشخصات طراحی لازم و ضروری است. متأسفانه روابط دقیق و مشخصی برای تعیین پارامترهای این فرآیند وجود ندارد و پارامترهای این فرآیند از طریق سعی‌وخطا و بر اساس تجربه‌ی مهندسین تولید، تعیین می‌شود. بنابراین در این مقاله یک روش ترکیبی از المان محدود و الگوریتم ‌بهینه‌سازی ازدحام ذرات برای تعیین پارامترهای فرآیند هیدروفرمینگ لوله‌های دولایه پیشنهاد شده است. برای این کار، ابتدا فرآیند هیدروفرمینگ به صورت المان محدود، مدل‌سازی و صحت این مدل‌سازی با داده‌های تجربی تأیید شده است. سپس از ادغام مدل المان محدود و الگوریتم بهینه‌سازی جهت تعیین دقیق پارامترهای فرآیند استفاده شده است. در تعیین پارامترهای فرآیند هیدروفرمینگ لوله‌های دولایه، دو قید عدم تجاوز تغییرات ضخامت (نازک‌شدگی و ضخیم‌شدگی) از حد مجاز تعیین شده و عدم تجاوز تنش ایجاد شده در لوله‌ها از تنش نهایی مواد در نظر گرفته شده است. همچنین مطابقت محصول تولید شده با مشخصات طراحی نیز به عنوان تابع هدف الگوریتم بهینه‌سازی تعیین شده است. در این مقاله پارامترهای اصلی فرآیند هیدروفرمینگ دولایه، یعنی مسیر بارگذاری فشار و پیشروی بهینه شده است. همچنین جنس لوله خارجی و داخلی به ترتیب آلومینیوم و مس می‌باشد. برای ادغام مدل المان محدود و الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات از نرم‌افزار آباکوس و زبان برنامه‌نویسی پایتون استفاده شده است.