استفاده از روش فازی - خاکستری برای بهینه سازی فرآیند تراشکاری CNC
چکیده
جزئیات تعیین شرایط ماشینکاری بهینه برای تراشکاری فولاد ضد زنگ PH با استفاده از روش فازی- خاکستری که یک تکنیک بهینه‌سازی مؤثر و سریع می‌باشد و از مزایای ترکیبی هر دو روش منطق فازی و سیستم خاکستری بهره می‌برد، در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته است. طراحی تاگوچی یک روش آزمایشگاهی است که برای طراحی و انتخاب آرایه‌ی متعامد L27 برای انجام دادن آزمایش‌ها به‌کار گرفته شده است. سرعت تراش، نرخ پیشروی و عمق تراش به‌عنوان متغیرهای ورودی در نظر گرفته شده است. زبری سطحی و قدرت مصرفی به‌عنوان مشخصه‌های عملکردی فرض شده‌اند. از تاگوچی براساس روش سیستم خاکستری و درجه‌ی فازی- خاکستری جهت ارزیابی رابطه بین متغیرهای ورودی و معیارهای عملکردی استفاده شده است. جهت تبدیل مشخصه‌های کیفیت چندگانه به شاخص عملکردی منفرد، از سیستم استنتاج فازی بهره گرفته شده است. با توجه به بررسی‌های انجام گرفته ثابت شده است که روش پیشنهادی برای تکنیک بهینه‌سازی باعث بهبود مشخصه‌های عملکردی چندگانه به‌طور مؤثر شده است.
1- مقدمه
15-5 یک فولاد ضدزنگ رسوب سختی می‌باشد که ترکیبی از مقاومت بالا و سختی، همراه با مقاومت در برابر خوردگی و جوش‌پذیری عالی را نشان می‌دهد و ویژگی مقاومت بالا در برابر انتشار ترک، ویژگی‌های عرضی خوب و مقاومت مناسب در برابر ترک تنش خوردگی را دارا می‌باشد. این ماده به‌طور گسترده در کاربردهای بسیاری که به محیط خورنده و مقاومت پرفشار نیاز دارند، استفاده می‌شوند. ماشینکاری را می‌توان با بهره‌گیری از آلیاژ فولاد ضدزنگ 15-5PH در هر شرایط قابل حصول به‌دلیل خواص شکل‌پذیر آن انجام داد. در مقایسه با فولادهای PH دیگر، 15-5PH یک ثبات بعدی و صیقل‌کاری بهتر را ارائه می‌دهد ]1، 2[. اهمیت پیش‌بینی یکپارچگی سطحی در فولاد ضدزنگ رسوب سختی 5-15 گزارش شده است که باعث توجه بیشتر برای استفاده از آن در کاربردهای هسته‌ای شده است ]3[. آشوک کومار ]4[ گزارش کرده است که فولاد 15-5PH نسبت به فولاد ضدزنگ 17-4 PH برتر است. در شرایط اصلاح‌شده‌ی حل، این ماده می‌تواند در نرخ مشابه SS 304 ماشینکاری شود و نرخ‌های این ماشینکاری برای حدود 60 درصد با شرایط H900 مناسب می‌باشد. راس ]5[ با متمرکز شدن و استفاده کردن از روش تاگوچی به بهینه کردن پارامترهای فرآیند جهت تولید محصولات با کیفیت پرداخت. بهینه‌سازی با استفاده از روش تاگوچی بستگی به مشخصه‌های عملکری منفرد دارد ]6[. بهینه‌سازی چندهدفه بیانگر مشخصه‌های بسیار پیچیده در مقایسه با مشخصه‌های عملکردی منفرد می‌باشد ]7، 8[. کارمیتا کامپوسکو نگرته ]9[ پارامترهای تراشکاری بهینه در ماشینکاری AISI 6061 T6 تحت شرایط زبری جهت به‌حداقل رساندن مصرف انرژی را بررسی نمود. فاکتورهای مؤثر با استفاده از آرایه‌ی متعامد، نسبت سیگنال به نویز (S/N) و تحلیل‌های واریانس (ANOVA) تعیین شده است.
5- نتیجه‌گیری
• در این مطالعه، مدل فازی جهت بهینه نمودن مصرف انرژی و زبری سطحی در فرآیند ماشینکاری فولاد ضدزنگ PH توسعه یافته است.
• پارامترهای ورودی مانند سرعت چرخشی، نرخ پیشروی و عمق تراش و پاسخ‌های خروجی مانند مصرف انرژی و زبری سطحی در نظر گرفته شده بودند.
• وقتی نتایج سطح استنتاج فازی- خاکستری و سطح رابطه‌ی خاکستری مقایسه می‌گردد، مشاهده می‌شود که در مقادیر یک بهبود وجود دارد و در نتیجه فازی کاهش پیدا کرده است.
• با استفاده از تکنیک فازی خاکستری، پارامتر بهینه‌ی ورودی یعنی سرعت 220 m/min، پیشروی 0.2 mm/rev و عمق تراش 0.9 mm تعیین شده است.
• یک افزایش در مقدار پیش‌بینی‌شده‌ی وزنی GRG از 419/0 به 904/0 مشاهده شده است که بهبود عملکرد تراشکاری با استفاده از مقادیر بهینه‌ی پارامترهای فرآیند را تایید می‌کند.
• با توجه به نتایج آزمون تأیید، مشخصه‌های عملکردی چندگانه که شامل مصرف انرژی و زبری سطحی بوده است، با استفاده از الگوریتم این مطالعه، بهبود قابل‌توجهی پیدا کرده است.
Abstract
This present investigation details the determination of optimum machining conditions for turning of PH stainless steel by grey fuzzy approach which is a fast and effective optimization technique having combinatorial advantages of both grey system and fuzzy logic approach. Taguchi’s design of experiment method is employed for designing and an L27 orthogonal array is selected for performing the experiments. The cutting speed, feed rate and depth of cut are considered as input variables. The surface roughness and power consumption are deemed as performance characteristics. Taguchi based grey system approach and grey-fuzzy grade are used to evaluate the relationship between input variables and performance measures. To convert the multi-quality characteristics into a single performance index, the fuzzy inference system is used. It is proved from the investigation that the proposed method of optimization technique improves the multi performance characteristics effectively.
1. Introduction
15-5 is a precipitation hardenable stainless steel exhibits good combination of high strength and hardness, with excellent corrosion resistance and weldability and has the property of high resistance to crack propagation, good transverse properties and good resistance to stress-corrosion cracking. This material is extensively used in many applications to withstand high pressure and corrosive environment. Machining can be done on 15-5PH stainless steel alloy at any obtainable condition due to its ductile property. Compared with the other PH steels, 15-5PH provides dimensional stability and better polishability [1, 2]. The importance of predicting surface integrity of 15-5 Precipitated hardening stainless steel was reported which makes more attention in nuclear applications [3]. Ashok kumar et al. [4] reported that15-5 PH steel is predominant than 17–4 PH stainless steel. In the solution treated condition this material can be machined at the rate similar to SS 304, and these machining rates fit well for about 60 percentage with H900 condition. Ross [5] focused and used Taguchi method to optimize the process parameters in achieving high quality products. Optimization using Taguchi method is concerned with single performance characteristic [6]. Optimising multiple response characteristics is more difficult compared with single performance characteristics [7, 8]. Carmita Camposeco-Negrete [9] made an attempt to optimize turning parameters while machining AISI 6061 T6 under rough condition to minimise energy consumption. The influencing factor was determined using orthogonal array, signal to noise (S/N) ratio and analysis of variance (ANOVA).
5. Conclusions
• In this study, fuzzy model has been developed to optimize Power consumption and Surface Roughness in CNC machining process of PH stainless steel.
• The input parameters chosen are spindle speed, feed rate, depth of cut and the output responses considered are power consumption and surface roughness.
• While comparing the results of grey fuzzy-reasoning grade and grey relational grade, it is observed that there is an improvement in the values and thus the fuzziness is reduced.
• Using grey fuzzy technique the optimal parameter of input is speed 220 m/min, feed 0.2 mm/rev and depth of cut is 0.9mm.
• An increase in the value of predicted weighted GRG from 0.419 to 0.904 confirms the improvement in the turning operation using optimal values of process parameters.
• From the results of confirmation test, the multiple performance characteristics which include power consumption and surface roughness have great improvement by using this algorithm in this study
چکیده
1- مقدمه
2- بهینه‌سازی
2-1 تحلیل رابطه‌ی خاکستری
2-2 سیستم‌های استنتاج فازی
2-3 تحلیل فازی- خاکستری
3- جزئیات آزمایش
3-1 فرآیندها و مواد
3-2 طراحی کردن آزمایش‌ها
4- نتایج و بحث
5- نتیجه‌گیری
Abstract
1. Introduction
2. Optimization
2.1 Grey Relational Analysis
2.2 Fuzzy Inference Systems
2.3 Grey-Fuzzy Analysis
3. Experimental Details
3.1 Materials and Processes
3.2 Plan of experiments
4. Results and Discussion
5. Conclusions
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه