عنوان پایان‌نامه
بهینه سازی روش جوش مقاومتی نقطه ای بر اساس هندسه ی دکمه جوش
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1400;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 38673
- تاریخ دفاع
- ۰۷ مهر ۱۳۸۷
- دانشجو
- حامد پاشازاده
- استاد راهنما
- محسن حامدی
- چکیده
- جوشکاری مقاوتی (RW) از جمله فرایند هایی است که برای اتصال قطعات با ضخامت کم کاربرد زیادی دارد. روش جوش مقاومتی نقطه ای (RSW) یکی از ساده ترین و پر کاربرد ترین روش های جوشکاری مقاومتی بوده و کاربرد زیادی در صنایع خودرو سازی، هواپیمایی و دیگر صنایع دارد. از این رو کیفیت نقطه جوش نقش اساسی در استحکام سازه دارد. پارامتر های موثر در فرایند جوشکاری مقاومتی نقطه ای، جریان عبوری، مدت زمان عبور جریان، مقاومت الکتریکی ورق ها، مقاومت الکتریکی محل تماس و نیروی اعمالی می باشد. با مروری بر منابع علمی، مشاهده شد که در تحقیقات انجام شده به تاثیر پارامترهای مختلف فرایند بر اندازه دکمه جوش با استفاده از روش های اجزاء محدود کمتر پرداخته شده است. همچنین تاثیر عوامل فرایند مبنای آماری محکمی نداشته و بیشتر بر اساس تجارب صنعتی و آزمایشگاهی است. در این پایان نامه سعی شده است بر روی تاثیر این پارامترها با استفاده از روش اجزاء محدود مطالعه شود. برای انجام این تحلیل یک مدل کوپله مکانیکی- الکتریکی- حرارتی در محیط نرم افزار ANSYS و نوشته شده با زبان برنامه نویسی APDL به کار رفته است. در شبیه سازی این فرایند اثر مدت زمان، شدت جریان و مقدار نیرو بر اندازه دکمه جوش مورد مطالعه قرار می گیرد. خواص فیزیکی مواد به صورت غیر خطی و وابسته به دما تعریف شده است. با تحلیل های انجام شده شکل و اندازه دکمه جوش محاسبه شده است که با مقادیر آزمایشگاهی ارائه شده در مقالات منتشر شده همخوانی دارند و برای مطالعات بیشتر معتبر هستند. سپس با استفاده از داده های حاصل از شبیه سازی و به کارگیری روش های طراحی آزمایش ها و طرح فاکتوریل کامل k2، پارامترهای ذکر شده به عنوان عوامل اصلی تأثیرگذار بر اندازه دکمه جوش شناخته شده اند. برای بهینه سازی فرایند نیز به علّت وجود روابط غیر خطی و پیچیده بودن فرآیند، از تکنیک های هوش مصنوعی استفاده می گردد. ابتدا با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی، رابطه بین سه پارامتر ورودی و دو خروجی (عرض و ارتفاع دکمه جوش)، مدلسازی شده و سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک چند هدفه، از این رابطه برای بهینه سازی استفاده می گردد. در نهایت سطوح بهینه پارامترهای ورودی که باعث افزایش اندازه دکمه جوش می شوند، مشخص خواهند شد. نتایج این تحقیق در استاندارد سازی رویه های جوشکاری مفید است. زیرا درک تاثیر پارامترهای فرایند به تنظیم بهینه فرایند کمک می کند. با این کار میزان ضایعات کمتر شده، زمان تولید کاهش یافته و در مجموع در هزینه های تولید صرفه جوئی می گردد.
- Abstract
- In this thesis the effects of resistance spot welding (RSW) process parameters are studied using finite element method. For doing this, a thermal-electrical-mechanical coupled model in ANSYS software is developed using APDL programming language. For simulation the effects of welding time, welding current and electrode force on weld nugget size are considered. The material properties as non-linear and temperature-dependant are taken into account. Through the simulation results shape and size of weld nugget are predicted and validated with experimental data published in articles. Numerical results of the analysis are validated for further studies. Using these results and 2k full factorial design, the aforementioned parameters are found as the effective parameters of RSW process. For optimization of process parameters a hybrid system of artificial neural networks and the genetic algorithm is used. First using a neural network the relationships between three inputs, welding time, welding current and electrode force, and two outputs, weld nugget diameter and thickness, are modeled. Then this model is optimized using a multi-objective genetic algorithm approach, NSGAII. Finally optimum values of input parameters which increase nugget size are found. Results of this thesis could help adjusting RSW process parameters and therefore production time and expenses.
