پاسخ دینامیکی پودرهای فلزی تحت بارگذاری ضربه‌ای سرعت‌پایین: مطالعه تجربی و بهینه‌سازی با روش سطح پاسخ

تولید قطعات به روش تراکم پودر یکی از روش‌های پرکاربرد و مهم در صنعت است. در این مقاله به مطالعه تجربی تراکم دینامیکی پودرهای آلومینیومی تحت بارگذاری ضربه‌ای سرعت‌پایین با استفاده از سامانه چکش پرتابه‌ای و همچنین بهینه‌سازی پارامترهای موثر در این فرآیند پرداخته شد. در این سری از آزمایش‌ها مقدار چگالی سبز و مقاومت سبز قطعات تولیدی اندازه‌گیری شد. به‌منظور بررسی پارامترهای تاثیرگذار در فرآیند تراکم پودر از روش سطح پاسخ استفاده شد. در این روش اثر پارامترهای مستقل شامل اندازه دانه‌بندی ذرات، جرم چکش و ارتفاع چکش روی چگالی سبز و مقاومت سبز مورد بررسی قرار گرفت. در این بررسی برای هریک از خروجی‌ها تحلیلی جداگانه انجام شد و نتایج به‌دست آمده در جداول anova ارایه شد. نتایج نشان داد که مقدار pvalue برای مدل کمتر از 0/05 به‌دست آمده و این یعنی مدل در نظر گرفته‌شده معنی‌دار است. مقدار r2 نیز برای چگالی سبز و مقاومت سبز به‌ترتیب برابر 0/99560 و 0/9912 به‌دست آمده است. نتایج بخش بهینه‌سازی نشان می‌دهد که بهینه‌ترین حالت یعنی بیشترین مقدار چگالی سبز و مقاومت سبز، زمانی رخ می‌دهد که اندازه دانه‌بندی ذرات، جرم چکش و ارتفاع چکش بیشترین مقادیر خود را داشته باشند. ارتفاع چکش و اندازه دانه‌بندی ذرات بیشترین و کمترین تاثیر بر پاسخ‌ها را دارند.

Dynamic Response of Metal Powder Subjected to Low-Velocity Impact Loading: Experimental Investigation and Optimization using Response Surface Methodology

Manufacturing products using powder compaction is one of the most widely used methods in the industry. In this paper, dynamic compaction of aluminum powder under lowvelocity impact loading was investigated using a drop hammer testing machine along with the optimization of effective parameters in this process. In this series of experiments, the green density and green strength of compacted products were measured. The response surface methodology was used to study the influential parameters in the powder compaction process. In this method, the effects of independent parameters including the grain particle size, the hammer mass, and the standoff distance of the hammer on the green density and green strength were evaluated. In the current study, two separate analyses were performed for each output response and the obtained results were summarized in ANOVA tables. The results showed that the pvalue for the model is less than 0.05, which means that the model is significant. The values of R2 for the green density and green strength are equal to 0.9956 and 0.9912, respectively. The results of the optimization section indicate that the optimum case, the maximum green density as well as green strength at the same time, occurs when the grain particle size, the hammer mass and the standoff distance of the hammer have the maximum values. The factors o standoff distance of hammer and grain particle size have the highest and least effect on responses.