بررسی پارامترهای مدل بهینه برای فرآیند ریخته گری آلیاژ A۳۵۶

این مطالعه با هدف تعیین بهینه ترین پارامترهای ریخته گری برای حداکثر سیالیت آلیاژ A۳۵۶ انجام شده است. برای این منظور، از روش ریخته گری ثقلی و طراحی مرکب مرکزی (CCD) استفاده شده است. پارامترهای ورودی شامل دمای پیش گرمایش (۱۰۰-۴۰۰ درجه سانتی گراد)، دمای ریخته گری (۶۸۰-۷۶۰ درجه سانتی گراد) و ضخامت مقطع عرضی (۱-۱۰ میلی متر) می باشد. با استفاده از نتایج شبیه سازی های مبتنی بر CCD، یک معادله رگرسیون درجه دوم با ضریب تعیین بالای ۰.۹۹۰ به دست آمد که به عنوان تابع هدف در فرآیند بهینه سازی با الگوریتم ازدحام ذرات (PSO) به کار گرفته شد. بیشترین مقدار سیالیت که به ۴۹۱.۱۹ میلی متر رسید زمانی حاصل شد که پارامترهای ورودی به ترتیب ۴۰۰ درجه سانتی گراد، ۷۶۰ درجه سانتی گراد و ۱۰ میلی متر بودند. تحلیل حساسیت نشان داد که موثرترین پارامتر بر سیالیت ضخامت مقطع عرضی است. نتایج بهینه سازی مبتنی بر روش رویه پاسخ (RSM) نیز با استفاده از روش PSO و الگوریتم ژنتیک تایید شد. اگرچه دماهای بالاتر به سیالیت بهتر منجر می شوند، اما ممکن است معایبی نظیر هزینه انرژی و کاهش عمر قالب را به دنبال داشته باشند. مدل RSM پیشنهادی در این مطالعه می تواند برای بهینه سازی هر نوع فرآیند ریخته گری اصلاح شود، همچنین برای قطعات با شکل های پیچیده می توان به تولیدکنندگان در مورد شرایط عملیاتی نظیر دماهای پیش گرمایش و ریخته گری مشاوره داد. روش CCD برای ایجاد یک مدل سطح پاسخ درجه دوم مدلی بسیار دقیق از نظر تحلیل آماری ارائه داده است. مقدار R۲ تعدیل شده مدل ۰.۹۹ بوده است. حداقل و حداکثر خطاهای به دست آمده با استفاده از معادله رگرسیون به ترتیب ۰.۰۳ و ۵.۹۱ بوده اند. این مطالعه نه تنها روشی برای بهینه سازی پارامترهای ریخته گری از نظر سیالیت فلز مایع ارائه می دهد بلکه مدلی ریاضی قابل اعتماد برای تخمین این پارامترها بدون نیاز به انجام آزمایش های واقعی فراهم می کند.

کلیدواژه ها:

ریخته گری ، آلیاژ A۳۵۶ ، CCD ، الگوریتم ژنتیک ، پارامترهای ریخته گری ، سیالیت