بهینه‌سازی شکلی قالب‌های پیش‌فرم در فرایند آهنگری دقیق با استفاده از الگوریتم ژنتیک

فرآیند آهنگری (Forging) در صنعت به دلیل تولید قطعات با خواص یکنواخت و استحکام بالا مورد توجه بسیاری از تولیدکنندگان قرار گرفته است. در این فرآیند طراحی قالب‌های پیش‌فرم در بهبود کیفیت قطعه نهایی و کاهش هزینه تولید آن نقش بسزایی دارد. مهم‌ترین معایب بوجود آمده در فرایند آهنگری عبارتند از: پرنشدن کامل قالب، چروکیدگی (Fold)، خواص متالورژی غیریکنواخت، ایجاد پلیسه (Flash) زیاد و نامناسب، که با طراحی مناسب قالب پیش‌فرم می‌توان این معایب را از بین برد یا کاهش داد. در تحقیق پیش‌رو، بهینه‌سازی شکل قالب پیش‌فرم در فرایند آهنگری دو مرحله‌ای مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای این منظور، کدهای شبیه‌سازی فرایند آهنگری که به زبان پایتون نوشته شده در نرم‌افزار Abaqus اجرا می‌شوند و برای بهینه‌سازی از الگوریتم ژنتیک با شیوه نخبه‌گرا در نرم‌افزار Matlab استفاده می‌گردد. و در نهایت با مرتبط کردن این دو، بهینه‌سازی انجام می‌شود. برای بررسی این روش دو مثال حل شده است. آهنگری سرد یک سیلندر توخالی از جنس آلومینیم در یک مرحله، باعث ایجاد چروکیدگی در سطح داخلی آن می‌شود، که با استفاده از یک قالب پیش‌فرم، چروکیدگی در سطح داخلی آن رفع می‌شود. در مثال دوم، آهنگری داغ یک قطعه متقارن محوری بصورت همدما انجام شده که تابع هدف در آن پر شدن کامل قالب نهایی، از بین بردن پلیسه و توزیع یکنواخت کرنش پلاستیک معادل می‌باشد. متغیر طراحی در هر دو مثال هندسه قالب پیش‌فرم و ضریب اصطکاک می‌باشد.

کلیدواژه ها:

آهنگری ، روش اجزای محدود ، بهینه‌سازی ، الگوریتم ژنتیک