ارائه روش جدید برای طراحی بهینه قالب در فرایند فورج دو مرحله ای پره موتور توربینی براساس روش میانیابی لاگرانژ و الگوریتم فراابتکاری

در صنعت هوافضا، ساخت پره های موتور های توربین گازی با توجه به شکل پیچیده و شرایط کاری حاد حائز اهمیت میباشد. با توجه به مزایای حاصل از فرایند فورج مانند استحکام بالای قطعات، شکلدهی پره های توربینی با روش فورج موردتوجه می باشد. در این مقاله روشی جدید برای طراجی و بهینه سازی شکل حفره قالب میانی و پیشفرم اولیه در فرایند فورجدو مرحله ای یکنوع پره کمپرسور موتور توربین گازی ارائه می شود. ابعاد هندسی پیشفرم اولیه و حفره قالب میانی به عنوانمتغیرهای ورودی و یکنواختی توزیع کرنشها، حجم پلیسه و نیروهای جانبی به عنوان توابع هدف در نظر گرفته شده اند. ابتداپارامترهای هندسی پیشفرم اولیه مشخص شده و پارامترهای طراحی حفره قالب میانی با روش میانیابی لاگرانژ تعریف میشود. سپس با طراحی آزمایشات و اجرای آنها با روش اجزا محدود و استخراج مقادیر توابع هدف، تاثیر متغیرهای ورودی برتوابع هدف با یک مدل شبکه عصبی مصنوعی مدلسازی می شود. در نهایت مقدار بهینه پارامترهای پیشفرم و قالب میانی باروش بهینه سازی چند هدفه الگوریتم ژنتیک مرتب سازی نامغلوب بر پایه روش فازی بدست می آید. هدف از بهینه سازیکمینه کردن غیر یکنواختی توزیع کرنش ها، حجم پلیسه و نیروهای جانبی می باشد. در نهایت با روش مدلسازی فیزیکی،طبق شرایط بهینه، فرایند فورج دو مرحله ای بصورت تجربی اجرا شده است. نتایج نشان می دهد که مدل شبکه عصبیمصنوعی آموزش داده شده با دقت خوبی فرایند را مدلسازی می کند و در فورج دو مرحله ای بهینه شده نسبت به فورج غیربهینه، حجم پلیسه به میزان 51 % و عدم یکنواختی کرنشها به میزان 42 % کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

فورج پره ، میانیابی لاگرانژ ، الگوریتم ژنتیک ، شبکه عصبی مصنوعی ، مدلسازی فیزیکی