امکان‌سنجی و مشخصه‌یابی جایگزینی روش ساخت افزایشی قوس و سیم مبتنی بر جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ برای ساخت پل و سازه‌های فلزی: رویکرد الگوریتم‌های هوش مصنوعی

نیاز گسترده و روزافزون جامعه به ساختمان و سازه، ضرورت استفاده از روش‌های ساخت جدید به منظور افزایش سرعت ساخت، سبک‌سازی، افزایش عمر مفید و نیز مقاوم نمودن ساختمان‌ها در برابر زلزله را بیش از پیش مطرح ساخته است. روش‌های جدید، در دراز مدت موجب بهینه‌سازی سازه، افزایش ساخت و رسیدن به شرایط اجرایی مطلوب خواهد شد. نیاز روز افزون جوامع بشری به سازه‌های خاص توسط فناوری جدید بیشتر از پیش احساس می‌شود. ساخت افزایشی برپایه جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ به عنوان یکی از روش‌های ساخت سریع و کم‌هزینه برای سازه‌های اولیه فلزی است. بدین منظور سه پارامتر ولتاژ، سرعت تغذیه سیم و سرعت جوشکاری به ‌عنوان پارامترهای تاثیرگذار بر عرض و ارتفاع گرده جوش به عنوان پارامترهای خروجی در نظر گرفته شده‌اند. برای بررسی اثرات فرایند، 16 آزمایش با پارامتر ورودی مورد ارزیابی قرار گرفت. با انجام آزمایش‌های تجربی نتایج عرض و ارتفاع گرده جوش تعیین شد. سپس هندسه جوش حاصله به سه روش مدل‌سازی عددی که شامل ماشین یادگیری شدید، ماشین بردار ارتباط و منطق فازی مدل‌سازی شده است. مقایسه بین داده‌های تجربی و خروجی سه مدل ایجادی نشان می‌دهد که نزدیک‌ترین نتایج به داده‌های تجربی هندسه جوش از روش‌های مدل‌سازی، منطق فازی دارا بوده است. به گونه‌ای که داده‌های آزمون مدل فازی ایجادی، خطای میانگین برای ارتفاع و عرض به ترتیب 0.667 و 0.5477 و جذر میانگین مربعات برای ارتفاع و عرض 0.0046 و 0.3 بدست آورده که بیان‌کننده قابلیت تعمیم و اطمینان بالا نسبت به دیگر روش مدل‌سازی در این فرایند است. در نهایت نمونه فلزی سازه خاص مبتنی برساخت افزایشی قوس و سیم برپایه جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ تولید شد.

feasibility and determination of the characteristics of the replacement of arc and wire additive manufacturing process based on gas metal arc welding for the construction of bridges and metal structures: approach of artificial intelligence algorithms

society’s great and growing demand for buildings and structures has created the need to apply new construction methods to shorten construction times, make buildings lighter, extend their useful life, and make them more earthquake-proof. in the long term, the new methods will lead to structural optimization, increased building performance, and the achievement of optimal operating conditions. new technologies are meeting society’s increasing need for special structures more than ever. additive manufacturing is based on gas metal arc welding as one of the fastest and most cost-effective manufacturing methods for primary metal structures. for this purpose, the three parameters voltage, wire feed speed, and welding speed were considered initial parameters affecting the width and height of the welding flux. to investigate the effects of the process,16 experiments with input parameters were evaluated. the width and height of the sweat pollen were determined by experimental investigations. subsequently, the resulting welding geometry is modeled using three numerical modeling methods, including intensive learning machines, relevence vector machine, and fuzzy logic. the comparison between the experimental data and the results of the three generated models shows that fuzzy logic comes closest to the experimental data of the welding geometry of the modeling methods. for example, the test data of the generative fuzzy model resulted in an average error for height and width of 0.667 and 0.5477, respectively, and a root mean square error for height and width of 0.0046 and 0.3, respectively, which expresses the generalization ability and reliability compared to other modeling methods in this process. finally, a metal pattern of a special structure was produced based on arc and wire additive manufacturing based gas metal arc welding.