تحلیل آماری و بهینه سازی متغیرهای موثر بر قطر انتهای لوله فولادی زنگ نزن گرید 304 حاصل از فرآیند شکل دهی انبساطی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی شاهرود

2 دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

چکیده

شکل‌دهی انبساطی انتهای لوله‌های جدار نازک، زیر مجموعه‌ای از فرآیند شکل‌دهی تدریجی تک‌نقطه‌ای است که به دلیل انعطاف‌پذیری بالا و کاربرد آن در حوزه نمونه‌ سازی سریع، از سوی پژوهشگران مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به مطالعات اندکی که در زمینه‌ کنترل ابعادی محصولات حاصل از این فرآیند انجام شده است، در این پژوهش، مطالعه تجربی و تحلیل آماری متغیرهای موثر بر قطر انتهای لوله‌های شکل‌دهی شده، مورد توجه قرار گرفت. در مقاله پیش‌رو، طراحی آزمایش بر اساس متدلوژی سطح پاسخ انجام شد. به منظور شکل‌دهی انتهای لوله فولادی زنگ نزن گرید 304 و اجرای تحلیل آماری، متغیرهای ورودی فرآیند مشتمل بر: قطر ابزار، گام زاویه‌ای ابزار، گام عمودی ابزار و نوع روانکار انتخاب شدند. سپس تأثیر متغیرهای ورودی بر قطر انتهای لوله مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. همچنین، تابع پارامتر پاسخ بر حسب عبارات خطی، تعاملی و درجه دوم از متغیرهای ورودی استخراج شد و صلاحیت و کفایت آن مورد تأیید قرار گرفت. نتایج تحلیل واریانس نشان داد که عبارات گام عمودی ابزار، قطر ابزار و اثر تعاملی حاصل‌ضرب قطر ابزار در گام زاویه‌ای ابزار به عنوان موثرترین عبارات بر قطر انتهای لوله هستند. در پایان، ترکیب بهینه متغیرهای ورودی فرآیند جهت دستیابی به بیشینه قطر انتهای لوله با استفاده از روش مطلوبیت تعیین شدند و با اجرای آزمون صحه‌گذاری، صحت معادله رگرسیون برای پیش‌بینی پارامتر پاسخ مورد تأیید قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Statistical analysis and optimization of variables affecting the end diameter of AISI 304 steel tube produced by flaring process

نویسندگان [English]

  • Mohammad Isapour Rudy 1
  • Mahdi Vahdati 1
  • Mohammad javad Mirnia 2
1 Shahrood University of Technology
2 Babol Noshirvani University of Technology
چکیده [English]

The flaring of the ends of thin-walled tubes is a subset of SPIF, which is considered by researchers due to its high flexibility and application in the field of RP. Considering the few studies that have been done in the field of dimensional control of the produced products by this process, in this research, the experimental study and statistical analysis of the variables affecting the end diameter of formed tubes were considered. In the present paper, the DOE was done based on the RSM. In order to forming the end of AISI 304 steel tube, process input variables including: tool diameter, tool angular step, tool vertical step and type of lubricant were selected. Then the effect of input variables on the tube end diameter was analyzed. Also, the function of the response parameter was extracted from the input variables in terms of linear, interactive and quadratic expressions, and its competency and adequacy was confirmed. The ANOVA results showed that the expressions of the V, D and the interactive effect of DA are the most effective expressions on the tube end diameter. Finally, the optimal combination of process input variables to achieve the maximum of the tube end diameter was determined using the desirability method, and by running the verification test, the correctness of the regression equation to predict the response parameter was confirmed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Statistical analysis
  • Optimization
  • Steel tube
  • Flaring process
  • Single point incremental forming