بهینه‌سازی چند منظوره پارامترهای سینماتیکی ابزار در جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی آلیاژ 7075-al و 6061-al با rsm

بهینه سازی پارامترهای جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی همچون سرعت خطی و دورانی ابزار می تواند در تغییر خواص جوش موثر واقع گردد. در این تحقیق جوشکاری دو ورق از دو آلیاژ آلومینیوم 7075-al و 6061-al، به همدیگر بر اساس روابط تئوری و شبیه سازی عددی مورد مطالعه قرار گرفت. شبیه سازی خصوصیات تماس قطعه کار با ابزار با استفاده از الگوریتم های تماسی موجود در نرم افزار ansys انجام گردید. از مدل المان محدود، سرعت دورانی و خطی ابزار به عنوان متغیرهای طراحی انتخاب و با روش الگوریتم ژنتیک و روش سطح پاسخ، بهینه سازی چند هدفه برای کمترین دمای ابزار و تنش پسماند در قطعه با قطرهای مختلف ابزار اجرا گردید. تحلیل پارامتریک از فرایند جوشکاری اصطکاکی–اغتشاشی با پین رزوه دار و بدون رزوه نشان می دهد که گرمای تولیدی متناسب با سرعت دورانی ابزار بوده و نسبت معکوس با سرعت خطی ابزار دارد. انتخاب ابزاری به قطر 20 میلی متر کمترین تنش پسماند در قطعه را نتیجه می دهد. همچنین با افزایش سرعت حرکت طولی یا خطی ابزار، منحنی های دمایی فشرده تر شده واثر رزوه در ابزار بر روی حرارت تولیدی در حالات با حرارت ورودی کمتر، بیشتر نمایان می شود.

multi-objective optimization of kinematic tool parameters in fsw of al-7075 and al-6061 alloys by rsm

optimization of stir friction welding parameters such as linear and rotational speed of the tool can be effective to a large extent in improving welding properties. in this research, welding of two sheets of aluminum of al-7075 and al-6061 were validated based on theoretical relations and numerical simulation. the simulation of the contact characteristics of the workpieces with the tool was done using the contact algorithms available in the ansys software. from the fem, rotational and linear speed and diameter of the tool were selected as design variables, and multi object optimization was carried out with genetic algorithm and rsm to reach the lowest tool temperature and residual stress.the parametric analysis of fsw of the threaded and non-threaded tool pins showed that the generated heat has proportional and inverse relation with rotation and linear speed of tool respectively. tool with a diameter of 20 mm showed minimum residual stress in the workpiece. by increasing welding speed, the temperature curves become more compact and the effect of thread on heat generation was more evident in all cases at lower heat input.