شبیه سازی عددی و بهینه سازی فرایند خمکاری لیزر ورق از جنس مواد تابعی با استفاده از الگوریتم پرندگان و روش تاگوچی

فرآیند لیزر فرمینگ روش نوینی در شکل دهی ورق محسوب می شود. دراین فرآیند از یک پرتو لیزر به عنوان ابزار شکل دهی استفاده می شود. باتوجه به دامنه وسیع کاربرد مواد با تابع هدفمند یا مواد با خواص متغیرمدرج به ویژه در صنایع دفاع و هوافضا، در این تحقیق شکل دهی ورق ازجنس مواد با تابع هدفمند با استفاده از تکنیک نوین لیزر مورد توجه قرارگرفته است. حرارت حاصل از تابش لیزر به صورت یک شار حرارتی گوسیبر سطح ورق اعمال میگردد. برای تعریف ماده با تابع هدفمند و شارحرارتی ایجاد شده در طول حرکت لیزر به ترتیب از زیر برنامه اعمالخصوصیات ماده با تابع هدفمند در راستای ضخامت ورق و زیر برنامه شارحرارتی استفاده میشود. همچنین برای شبیه سازی فرآیند شکل دهی بالیزر از تحلیل حرارتی-مکانیکی با نرم افزار آباکوس استفاده میشود. دراین تحقیق توسط شبیه سازی المان محدود، تاثیر پارامترهای تنظیماتدستگاه از جمله سرعت اسکن، تعداد پاس لیزر، میزان حرارت اعمال شدهو شار حرارتی بر روی میزان زاویه خمش ورق مستطیلی شکل با هندسهمشخص مطالعه می شود. همچنین اثرات تغییر میزان درصد حجمی مواد باتابع هدفمند در زاویه خمش و جابه جایی ورق مورد ارزیابی قرار می گیرد.برای بهینه سازی پارامترهای موثر در فرآیند فرم دهی با لیزر از الگوریتمبهینه سازی پرندگان استفاده شده است. در ادامه به منظور دسترسیسریعتر و با انعطاف بالاتر به اطلاعات فرایندی لیزر فرمینگ ورق با تابعهدفمند به کمک شبیه سازی المان محدود و با مدیریت روش طراحیآزمایش تاگوچی، اقدام به تربیت شبکه های عصبی شده است.

Keywords:

لیزر فرمینگ , مواد هوشمند تابعی , خمش , الگوریتم بهینه سازی پرندگان , روش طراحی آزمایش تاگوچی