Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Ghaei,Mahmoud Farzin
عباس قائی (استاد مشاور) محمود فرزین (استاد راهنما)
 
STUDENT
Amir hosein Aghayar
امیرحسین اقایار

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Preform optimization for waste reduction of hot closed forging of a steel part by the finite element method and genetic algorithm
In forging operations, preform design is one of the most important stages of forging. The shape of the primary raw material for most forging operations is in simple forms such as a cylinder or a cube. If the final shape of the workpiece is complex, the raw material can not be transformed into a final piece at one stage of deformation. In order to prevent problems such as inappropriate material flow, large forces applied to the die and its improper filling, the work piece is deformed into a preform before being formed in the final shape in several stages. The most important criterion for the design of the forging process is that that the preform should fill the final die. However, the shape of the preform still may not be optimal. Contact stresses on the tools and die life need also to be optimized. In this thesis, various stages of forging process of a construction scaffold section have been investigated and affecting parameters that should be considered in the design of forging process are optimized. Analytical simulation has been used as a powerful tool in various design departments. The final model of the workpiece is modeled using the Catia software. Having this information, the final cavity is designed. Simulations reveals that forging of the workpiece in one stage is not feasible due to high stresses in the die. Hence it was concluded that a preform was necessary. Then a preliminary geometry was proposed for the preform, and a test design procedure by response surface was used to obtain preform shape. The simulations were performed by Deform-3D software. Various affecting parameters, such as die cavity filling, thickness of flash, contact stresses and forging force were investigated. Then, using the extracted data, neural network was trained and optimized. Using the genetic algorithm, the output functions were optimized and the proper dimensions were extracted. Keywords: Forging, Hot forging, nuaral networks, genetic algorithm, Deform 3D, simulation
طراحی قالب در عملیات آهنگری یکی از مهم‌ترین مراحل آهنگری است. شکل قطعه خام اولیه برای بیشتر عملیات آهنگری به‌صورت اشکال ساده‌ای مثل استوانه یا مکعب می‌باشد. اگر شکل نهایی قطعه کار پیچیده باشد، ماده خام اولیه نمی تواند در یک مرحله تغییر شکل، به قطعه نهایی تبدیل شود. به‌منظور جلوگیری از مسائلی چون جریان نامناسب مواد، نیروهای بزرگ اعمالی به قالب و پرشدن نامناسب آن ، قطعه کار قبل از قرارگیری در قالب نهایی در چند مرحله با قالب‌های پیش فرم تغییر شکل پیدا می‌کند.مهم‌ترین معیار طراحی قالب پیش فرم پر شدن قالب نهایی است درحالی‌که ممکن است شکل پیش فرم به‌دست‌آمده بهینه نباشد. در این پایان‌نامه فرآیند آهنگری قطعه داربست ساختمانی بررسی‌شده و نکاتی که در طراحی فرآیند آهنگری باید در نظر گرفته شود، مطرح‌شده است. از شبیه‌سازی تحلیلی به‌عنوان یک ابزار قدرتمند در بخش‌های مختلف طراحی استفاده‌شده است. مدل نهایی قطعه کار به‌صورت سه‌بعدی با استفاده از نرم‌افزار Catia مدل‌سازی شده است. با استفاده از این اطلاعات، حفره قالب نهایی طراحی‌شده است. با توجه به اینکه آهنگری این قطعه در یک مرحله هزینه‌های زیادی را در پی دارد و نیاز به قالب‌های پیش فرم ضروری می‌باشد، ابتدا یک هندسه اولیه برای پیش فرم در نظر گرفته شد و یک آزمایش به روش پاسخ سطوح طراحی گردید و با استفاده از نرم‌افزار Deform-3D شبیه سازی انجام گرفت . نتایج مختلفی مانند پر شدن حفره قالب، حجم پلیسه و نیروهای آهنگری موردبررسی قرار گرفتند.سپس با استفاده از شبکه عصبی داده های استخراج شده اموزش داده شده است.در انتها با استفاده از الگوریتم ژنتیک تابع های خروجی بهینه سازی شده است و ابعاد بهینه استخراج شده است. نتایج نشان می‌دهد که روش ارائه‌شده برای طراحی و بهینه‌سازی پیش فرم نسبت به روش سنتی مورداستفاده در صنعت باعث کاهش حجم پلیسه، کاهش نیروی می‌شود. کلمات کلیدی: آهنگری داغ، بهینه‌سازی، قالب پیش فرم، شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک

ارتقاء امنیت وب با وف بومی