مدل سازی و بهینه سازی پارامترهای موثر بر استحکام کششی و انعطاف پذیری کامپوزیت زمینه آلومینیومی حاصل از فرآیند FSA با استفاده از روش RSM

یکی از روش های جدید برای بهبود خواص مکانیکی لایه های سطحی، فرآوری اصطکاکی اغتشاشی (FSP) است. در صورتی که فرآیند FSP به همراه یک ماده مصرفی انجام شود، این فرآیند جدید تحت عنوان آلیاژسازی اصطکاکی اغتشاشی (FSA) شناخته می شود. از این رو در پژوهش پیش رو، کامپوزیت های سطحی Al۷۰۷۵ با به کارگیری ذرات تقویت کننده از جنس آلومینا، با استفاده از این فرآیند و منطبق بر اصول طراحی آزمایش، تولید شدند . بدین منظور، روش RSM به عنوان روش طراحی آزمایش، انتخاب گردید و متغیرهای: سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی ابزار، قطر شانه ابزار و اندازه ذرات تقویت کننده به عنوان متغیرهای ورودی فرآیند، تعیین شدند. نتایج حاصل از آنالیز واریانس و تحلیل رگرسیون داده-های حاصل از آزمون های تجربی، صحت و دقت معادلات رگرسیون را مورد تایید قرار داد و نشان داد که نرخ پیشروی ابزار، قطر شانه ابزار و اندازه ذرات تقویت کننده با تاثیرات خطی و مرتبه دوم، بر استحکام کششی و انعطاف پذیری نمونه های کامپوزیتی موثر هستند. همچنین، در صورتی که سرعت دورانی ابزار در مقدار ۸۰۰ rpm تنظیم شود، افزایش قطر شانه ابزار از ۹ mm به۱۵ mm باعث افزایش ۱۷.۹۷ درصدی استحکام کششی نمونه های کامپوزیتی می شود. علاوه بر این، کاهش نرخ پیشروی ابزار از ۶۰ mm/min به ۲۰ mm/min و کاهش اندازه ذرات آلومینا از ۵۰ میکرون به ۲۰ میکرون، به ترتیب موجب افزایش انعطاف پذیری نمونه های کامپوزیتی به میزان ۱.۸۵ % و ۵.۰۴ % می شود. در پایان، با دستیابی به مقدار بیشینه تابع مطلوبیت (۰.۹۱۵)، شرایط بهینه متغیرهای ورودی فرآیند تعیین شد و با اجرای آزمون صحه گذاری، به تایید رسید.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی ، کامپوزیت سطحی ، استحکام کششی ، انعطاف پذیری ، آلیاژسازی اصطکاکی اغتشاشی