ب ی ساسی فشار داخلی تغذی هح ری در فزآی ذ یذر فزهی گ ل ل ای کاهپ سیت فلشی آل هی ی م- هس ب کوک الگ ریتن ص تیک

Transcript

1 جلد 4 شمازه 3 آذز 96 صص نشسیه علمی پژوهشی علوم و فناوزی کامپوزیت ب ی ساسی فشار داخلی تغذی هح ری در فزآی ذ یذرفزهی گ ل ل ای کاهپ سیت فلشی آل هی ی م- هس ب کوک الگ ریتن ص تیک 4 3 *2 1 ج اد ش باسی کزهی هحوذ هزاد شیخی داد ه افی ار گ چایچی 1- زوتطا ه سؾی هىب یه زا كگب تطثیت زثیط ق یس ضخبیی ت طاى 2- اؾتبزیبض ه سؾی هىب یه زا كگب تطثیت زثیط ق یس ضخبیی ت طاى 3- زا كد ی زوتطا ه سؾی هىب یه زا كگب تطثیت هسضؼ ت طاى 4- وبضق بؼ اضقس ه سؾی هىب یه زا كگب تطثیت زثیط ق یس ضخبیی ت طاى * ت طاى ن سقپؿتی m.sheikhi@srttu.edu اطالعات هقال زضیبفت: 55/5/41 پصیط: 55/7/41 کلیذاصگاى: فطآی س ل ل بی وبهپ ظیت فلعی ث ی ؾبظی هؿیط ثبضگصاضی الگ ضیتن غ تیه چکیذ ل ل بی وبهپ ظیت فلعی هیت ا س اظ عطیك فطآی س چ سالی ت لیس ق س و زض ن بیغ هرتلفی اظ خول افضب فت وبضثطز زاض س. هؿیط بی ثبضگصاضی فكبض پیفضی ز پبضاهتط ه ن زض فطآی س ل ل بی زالی هیثبق س و ضاثظ تئ ضی ثطای ث زؾت آضزى هؿیط بی ثبضگصاضی زلیك ایي پبضاهتط ب خ ز ساضز. اظ عطف زیگط هؿیط ثبضگصاضی ایي پبضاهتط ب تأثیط ظیبزی ضی ویفیت هحه ل ت لیسی زاضز. اظ ایي ض زض ایي همبل ث تؼییي هؿیط ثبضگصاضی ایي پبضاهتط ب ثب اؾتفبز اظ ض ث ی ؾبظی فطااثتىبضی پطزاذت قس اؾت. ثطای ایي وبض اثتسا هسل الوبى هحسز فطآی س ل ل بی زالی ایدبز ؾپؽ ایي هسل ثب زاز بی تدطثی نحتؾ دی قس اؾت. زض بیت ایي هسل الوبى هحسز فطآی س ثب الگ ضیتن ث ی ؾبظی فطااثتىبضی ثطای تؼییي هؿیط بی ثبضگصاضی فكبض پیفضی تطویت قس اؾت. زض ایي همبل اظ الگ ضیتن فطااثتىبضی غ تیه ثطای تؼییي ایي هؿیط بی ثبضگصاضی اؾتفبز قس اؾت. زض ایي الگ ضیتن تبثغ سف هغبثمت اثؼبز هحه ل ت لیسی ثب هكرهبت عطاحی هحه ل بیی تؼطیف قس اؾت. وچ یي ز لیس حساوثط هیعاى تغییطات ضربهت ت ف ایدبز قس زض ع ل ل ل ب زض ظط گطفت قس اؾت. زض ایي همبل هؿیط ثبضگصاضی فكبض زاذلی پیفضی هح ضی ذغی فطو قس اؾت. ثط به یؿی پبیت ى طمافعاض الوبى هحسز آثبو ؼ ثطای پیبز ؾبظی الگ ضیتن قجی ؾبظی فطآی س ث وبض گطفت قس ا س. Optimization of internal pressure and axial feed in metal composite Al-Cu tubes hydroforming process with genetic algorithm Javad Shahbazi Karami 1, Mohammad Morad Sheikhi 1*, Davood Manafi 2, Orang Chaechi 1 1- Faculty of Mechanical Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran 2- Department of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran *P.O.B , Tehran, Iran, m.sheikhi@srttu.edu Keywords Hydroforming process Metal composite tubes Optimization of loading path Genetic algorithm Abstract Metalic composite tubes, used in special applications such as aerospace and oil industries, can be produced by multi-layered tube hydroforming. Pressure and feed loading paths are two important parameters in two-layered tube hydroforming process. Theoretical formulas don t exist to obtain correct pressure and feed loading paths. On the other hand, these loading paths have a significant influence on the quality of products. Therefor determining of optimal pressure and feed loading paths with meta-heuristic algorithm was studied in this paper. First, finite element (FE) model of two-layered tube hydroforming process was created and validated with experimental data. Then FE model and meta-heuristic optimization algorithm were combined to determine of the loading paths. In this paper, genetic algorithm was used as a meta-heuristic optimization. Conformation of the geometrical dimension of the product with the design dimension of final product was goal function in this algorithm. Also, the maximum amount of thickness changing and Von-mises stress were considered as constrains of optimization. Both loading paths were assumed linear. Python programming and ABAQUS software are utilized for process simulation and linking the FE model and genetic algorithm. Please cite this article using: بزای ارجاع ب ایي هقال اس عبارت سیز استفاد واییذ: Shahbazi Karami, J. Sheikhi, M. M. Manafi, D. and Chaechi, O., Optimization of pressure and axial feed in metal composite Al-Cu tubes hydroforming process with genetic algorithm, In Persian, Journal of Science and Technology of Composites, Vol. 4, No. 3, pp , 2017.

2 1- هقذه فطآی س ل ل یىی اظ ض بی یي قىلز ی هیثبقس و ثطای قىلز ی لغؼبت پیچیس وبهپ ظیتی اؾتفبز هیق ز. زض ایي فطآی س ل ل الی ث ووه فكبض زاذلی پیفضی هح ضی ث قىل بیی تجسیل هیق ز. زض همبیؿ ثب ض بی هتسال قىلز ی هعیت بی وچ ى وب ف عی لغؼ وبض ث ز جبل ضا لغؼبت ظى اثعاض عی ذ ا س زاقت. فطآی س حؿبؾیت بی ظیبزی ث پبضاهتط بی فكبض پیفضی زاضز. اظ ایي ض پیسا وطزى ث ی تطیي پبضاهتط بی فطآی س ثطای ت لیس لغؼبت ثب ویفیت عی ون الظم اؾت ]1, 2[. ل ل تهالی ه ضز ت خ پػ كگطاى لطاض گطفت هغبلؼبت ظیبزی ضی آى ب ا دبم قس اؾت. زض ثطذی ه اضز ث زلیل قطایظ هحیظ وبض لغؼ وبض الظم اؾت و اؾتفبز زض وبضثطز اظ ق ز. ثدبی ل ل بی تهالی اظ ل ل بی چ سالی وبهپ ظیتی ل ل بی چ سالی اتهبالت ث هیت اى ضازیبت ض هحیظ بی قیویبیی ل ل بی ا تمبل فت ثیي چب ب ن بیغ ایی اقبض وطز. ل ل بی زالی هؽ- آل هی ی م ث زلیل همبهت ث ذ ضزگی ؾبیف هیطاو س ی نسا اضتؼب ب ت ظیغ یى اذت زهب ث زلیل هتفبت ث زى ضطیت ا جؿبط ل ل ب وب ف چیي ذ ضزگی ثطگكت ف طی زض ن بیغ بی هرتلف اظ خول ن بیغ ا فضب ل ل ؾبظی وكتیؾبظی وبضثطز زاضز] 5-2 [. ل ل بی پبضاهتط بی ازاه پػ ف بی ح ی چ سالی پػ ف بی فطآی س قىلز ی ا دبم پػ ف بی قس زض ظهی ی قس ا دبم فطآی س زض ظهی ی ث ی ؾبظی ه ضز ثطضؾی لطاض گطفت اؾت. فطآی س ل ل بی زالی لیی فطآی س زض زالی ل ل بی وىبضاى ث ضا زض ]6[ ن ضت تئ ضی هغبلؼ وطز ا س هؼبزالت هطث ط ث ت ف وط ف ضا ث زؾت آضز ا س. اؾالم وىبضاى ]3[ اهىبىؾ دی ت لیس ل ل بی زالی ضا زض فطآی س ل ل ضا ث ووه قجی ؾبظی الوبى هحسز زاز بی تدطثی ه ضز هغبلؼ لطاض زاز ا س. آى ب كبى زاز س و ل ل بی چ سالی لبثلیت ت لیس ث ض یسضفطهی گ ضا زاضز. ]2[ وىبضاى ق جبظی ل ل بی تهالی زالی ؾ الی ضا اظ ظط چیيذ ضزگی وب ف ضربهت اضتفبع ثبلح ثب یىسیگط همبیؿ وطز ا س. آى ب ثطای همبیؿ اظ ض الوبى هحسز اؾتفبز وطز ا س. الؿ از وىبضاى ]7[ فطآی س ل ل زالی ضا ث ووه الوبى ثؼس اظ آى ب زاز ا س. لطاض ثطضؾی ه ضز فطآی س ؾغح پبؾد هحسز نحتؾ دی هسل قجی ؾبظی قس ثب زاز بی تدطثی اظ هسل قجی ؾبظی قس ثطای ا دبم آظهبیف ب اؾتفبز و ز ا س. آى ب چیيذ ضزگی وب ف ضربهت اضتفبع ثبلح ضا ث ػ اى تبثغ ذطخی اثؼبز سؾی ل ل بی ث ػ اى هتغیط بی تهوین زض ظط گطفت س تأثیط اثؼبز ل ل ضا ضی تبثغ ذطخی ثطضؾی وطز ا س. ؾیسوبقی وىبضاى ]8[ ضی تأثیط قطایظ ضا ىبضی زض قىلز ی ل ل بی زالی ت ؾظ فطآی س هغبلؼ وطز ا س. آى ب زض هغبلؼ ذ ز اظ الوبى هحسز اؾتفبز وطز ا س تبیح ث زؾت آهس ضا ثب زاز بی تدطثی نحتؾ دی و ز ا س. آى ب كبى زاز س و ضا ىبضی ه بؾت ؾجت ث ج ز ویفیت ل ل بی ت لیسی هیق ز. ؾیسوبقی وىبضاى ]9[ ضی ث زؾت آضزى ضاثظ تئ ضی حبون زض فطآی س ل ل بی زالی هغبلؼ وطز ا س. آى ب ضاثظ تئ ضی تطویسگی فكبض چیيذ ضزگی خ ز ػسم )خ ز/ هتفبت قطایظ زض پیفضی( ث زؾت آضز اظ زاز بی تدطثی ثطای اثجبت زضؾتی ضاثظ ثیبى قس اؾتفبز وطز ا س. وین وىبضاى ]4[ ضی قىلز ی ل ل بی ؾ الی هغبلؼ وطز ا س ث گ ای و فمظ ل ل ثیط ی تغییط قىل زاز ل ل بی زاذلی ثسى تغییط ثوب س. آى ب ثطای ایي وبض ؾ ضاخ بی زض ل ل بی زاذلی ایدبز وطز ا س. آغچبی وىبضاى ]10[ ضی قىلپصیطی ضق بی زالی ف الز- آل هی ی م وبض وطز ا س. آى ب ثطای ایي وبض اظ ض بی تئ ضی تدطثی اؾتفبز و ز س تب و زاض حس قىلز ی ضا ث زؾت آض س. آى ب قىلپصیطی ضق زالی ضا ثب قىلپصیطی ضق ب همبیؿ ث ایي تید ضؾیس س و قىلپصیطی ضق بی زالی ث تط هیثبقس. هطتی وىبضاى ]11[ ضی چیيذ ضزگی ضق بی زالی ف الز ضسظ گ- آل هی ی م زض فطای س وكف ػویك وبض وطز ا س. آى ب اظ ض بی تحلیلی ػسزی تدطثی ثطای ایي وبض اؾتفبز و ز س. آى ب تید گطفت س و یطی گ ساض س ی ضق اثؿت ث قىل سؾی ضق یػگی ه از ح ی الی گصاضی ضق ب هیثبقس. وطخی ثب ی وىبضاى ]12[ قىلپصیطی ضق بی زالی )ف الز-آل هی ی م( ضا ث ن ضت تدطثی الوبى هحسز ه ضز هغبلؼ لطاض زاز ا س. آى ب اظ الوبى هحسز ثطای ثطضؾی پبضاهتط بی ضربهت الی ب قؼبع لبلت ضطیت انغىبن ح ی الی گصاضی ضی هحسزیت طخ وكف )LDR( اؾتفبز وطز س. آى ب ث ایي تید ضؾیسى و LDR ث ایي پبضاهتط ب اثؿت ث ز ث ج ز ایي پبضاهتط ب ثبػث افعایف قىلپصیطی ضق زالی هیق ز. وطخی ثب ی وىبضاى ]13[ ضی تؼییي ه ح ی هحسیت قىلز ی )FLC( ثطای ضق بی زالی ث ض قجی ؾبظی هغبلؼ وطز ا س كبى زاز ا س و ضربهت تطتیت الی گصاضی ضی ه ح ی هحسزیت قىلز ی تبثیط لبثل ت خ ی زاضز. بقوی وطخی ثب ی ]5[ یه ض هحبؾجبتی ثطای تؼییي زیبگطام هحسزیت قىلز ی ضق بی زالی آل هی ی م هؽ پیك بز زاز س. آى ب زض ایي ض اظ تئ ضی ث ج ز یبفت ی هبضؾی یبن و وع ؿیىی اؾتفبز وطز س. آى ب زضؾتی ض پیك بزی ذ ز ضا ثب زاز بی تدطثی كبى زاز س. وطخی ثب ی وىبضاى ]14[ ضی ث زؾت آضزى و زاض حس قىلز ی زض ضق بی زالی هؽ- آل هی ی م هغبلؼ وطز ا س. آى ب ثطای ث زؾت آضزى و زاض حس قىلز ی اظ آظهبیف وكف ذبضج اظ نفح بوبظیوب اؾتفبز و ز س. پػ ف بی زض ث ی ؾبظی پبضاهتط بی فطآی س یسضفطهی گ ل ل پػ كگطاى ضی ث ی ؾبظی فطآی س یسضفطهی گ ل ل تهالی وبض وطز ا س ؾؼی وطز ا س ث عطیك بی هرتلف هؿیط بی ثبضگصاضی ه بؾجی پیسا و س. پػ كگطاى اظ الگ ضیتن غ تیه ]16,15[ تجطیسی ]17[ فبظی ه غك ]18, 19[ ض بی تطویجی ]20[ ثطای ث ی ؾبظی فطآی س اؾتفبز و ز ا س. زض ایي همبل ثب اؾتفبز اظ تطویت الوبى هحسز الگ ضیتن ث ی ؾبظی غ تیه ث تؼییي هؿیط ث ی ثبضگصاضی فكبض پیفضی هح ضی زض فطآی س ل ل بی وبهپ ظیتی زالی هؽ-آل هی ی م پطزاذت قس اؾت. ثطای ایي وبض هسل الوبى هحسز فطآی س قجی ؾبظی قس ثب زاز بی تدطثی نحتؾ دی قس اؾت. ؾپؽ ثب الگ ضیتن ث ی ؾبظی تطویت قس تب هؿیط ثبضگصاضی ث ی تؼییي ق ز. زض ایي پػ ف هؿیط ثبضگصاضی ذغی هحسز الوبى طمافعاض آثبو ؼ ث ی ؾبظی اؾتفبز قس اؾت. 2- هذلساسی الواى هحذد ثط به یؿی ثطای پبیت ى هیثبقس. اظ پیبز ؾبظی الوبى هحسز یه اثعاض ثؿیبض ؾ زه س زض ثطضؾی فطآی س بی ه سؾی هیثبقس ثطای ث ی ؾبظی زضؾت فطآی س اظ عطیك الگ ضیتن بی فطااثتىبضی الظم اؾت 672

3 اثتسا فطآی س ل ل بی زالی وبهپ ظیتی هسلؾبظی ق ز. اثؼبز بیی ل ل ب هسل قجی ؾبظی قس زض طمافعاض آثبو ؼ زض قىل 1 كبى زاز قس اؾت. ثب ت خ ث هتمبضى ث زى ل ل بی زالی یه كتن ل ل قجی ؾبظی ثب ت خ ث وگطایی ضربهت ا ساظ هف یه زض ظط گطفت قس اؾت. خ ؽ ل ل ی زاذلی ذبضخی ث تطتیت هؽ )11000 )ASTMC آل هی ی م A1050AASTMA هیثبقس و ذ ال هىب یىی آى اظ آظه ى وكف ث زؾت آهس زض قىل 2 خسل 1 ذالن قس اؾت. ثطای آظه ى وكف اظ اؾتب ساضز ASTM-E8M A370 اؾتفبز قس اؾت. ؾطػت فه زؾتگب زا كگب ق یس ضخبیی 2 mm/min هیثبقس )قىل.)3 آظهبیف تدطثی ث ه ظ ض نحتؾ دی هسل قجی ؾبظی قس ا دبم قس اؾت. زض قىل 4- الف لغؼ وبض آظهبیف قس كبى زاز قس اؾت. زض ایي همبل ث زلیل ا ویت ت ظیغ ضربهت زض ل ل بی قس اظ ت ظیغ ضربهت ثطای نحتؾ دی هسل قجی ؾبظی قس اؾتفبز قس اؾت. ضربهت ل ل ب زض مبط هرتلف لغؼ وبض ت لیس قس ثؼس اظ ثط ایطوبت ا ساظ گیطی قس اؾت. جذل 1 ذ ال هىب یىی آل هی ی م هؽ ت ف تؿلین ت ف بیی uts Table 1 Mechanical properties of aluminim and copper آل هی ی م هؽ )MPa( )MPa( هسل االؾتیؿیت E )GPa( ضطیت پ اؾ ى زضنس اظزیبز ع ل ضطیت اؾتحىبم )Mpa( k ت اى ؾرتی n چگبلی g c ضربهت )mm( Fig. 3 Tension test for Al and Cu tubes شکل 3 زؾتگب آظه ى وكف ثطای ل ل بی آل هی ی م هؽ Fig. 1 Final dimension of tubes and simulation model (a) geometrical dimension (b) FE model شکل 1 قىل بیی ل ل ب هسل قجی ؾبظی قس )الف( اثؼبز سؾی )ة( هسل الوبى هحسز همبیؿ ثیي تبیح تدطثی الوبى هحسز كبى هیز س و ثیكتطیي ذغب زض همساض ضربهت ثطاثط 5 زضنس هیثبقس )قىل 4- ة(. وبىع ض و اظ قىل 4- ة هكب س هیق ز ح ی ت ظیغ ضربهت یع زض زاز بی تدطثی الوبى هحسز هكبث ن هیثبق س. ث بثطایي اظ ایي هسل ثطای ث ی ؾبظی فطآی س اؾتفبز قس اؾت. 3- الگ ریتن ب ی ساسی ص تیک ان ل ا تربة عجیؼی زاضیي زض الگ ضیتن غ تیه ثطای یبفتي ث ی تطیي حبلت هؿبئل اؾتفبز هیق ز. الگ ضیتن غ تیه ثب یه هدو ػ خ اة ب )خوؼیت انلی( قطع هیق ز. اظ ایي خوؼیت ز خ اة ث ػ اى الس ا تربة هیق ز. ؾپؽ ثطاؾبؼ ایي السیي فطظ سا ی اظ عطیك تطویت خ ف ایدبز هیق س. ثؼس اظ ایدبز فطظ ساى خوؼیت خسیسی پسیس هیآیس و قبهل فطظ ساى خوؼیت انلی اؾت. اظ ثیي ایي خوؼیت خسیس آى بیی و ث تط هیثبق س ث ا تربة انلی خوؼیت ػ اى قطایظ قسى هحمك تب ض س ایي هیق ز. ذبتو ی الگ ضیتن ث ی ؾبظی تىطاض هیق ز ]21, 22[. الگ ضیتن غ تیه ثسیي ن ضت هیثبقس: قطع: 1- خوؼیت انلی ضا ایدبز اضظیبثی وي 2- ث تؼساز هكرهی ز الس ا تربة اظ ایي السیي ز فطظ س اظ عطیك تطویت ایدبز وي)خوؼیت فطظ ساى( Fig. 2 The Stress-Strain diagram of alominum and copper شکل 2 و زاض ت ف- وط ف آل هی ی م هؽ 677

4 )2( )3( )4( )5( )6( )7( )8( 3- ث تؼساز هكرهی الس ا تربة اظ ایي الس فطظ سی اظ عطیك خ ف ایدبز وي)خوؼیت خ ف یبفت گبى( 4- خوؼیت انلی فطظ ساى خ ف یبفت گبى ضا ازغبم خوؼیت انلی خسیسی ایدبز وي 5- زض ن ضت هحمك كسى قطایظ ذبتو ث هطحل 3 ثط 6- ث تطیي خ اة ضا وبیف ثس 7- پبیبى و زض ضاثغ ی ثبال ب اػضبی خوؼیت X وطاى پبییي ػض iام اػضبی iام هبؾه α هیثبقس. وطاى ثبالی ػض iام ػول خ ف ضی یه الس ا دبم هیق ز. ثطای ایي وبض اثتسا السی ث تهبزف ا تربة تؼساز هتغیطی تؼییي هیق ز و ثبیس ػ و ق ز )عجك ضاثغ ی )9((. ؾپؽ ث ایي تؼساز هتغیط بی اظ الس ا تربة همساض آى عجك ضاثغ ی )10( ػ و هیق ز. *, - + )9( )10( ت ظیغ طهبل تأثیط قست ( هتغیط ا تربة قس ) زض آى گبم حطوت هیثبقس. خ ف 4- ب ی ساسی فزآی ذ یذرفزهی گ ل ل ای کاهپ سیتی ثطای آى و ثت اى فطآی سی ضا ث ی وطز الظم اؾت اثتسا هسل ضیبضی آى فطآی س تؼییي ق ز. هسل ضیبضی فطآی س ل ل بی زالی ثطای ث ی ؾبظی زض ضاثغ ی )11( آضز قس اؾت. )11( Fig 4 Experimental data (a) workepiece (b) distribution of thickness in experimental and FE data شکل 4 تبیح تدطثی )الف( لغؼ وبض ت لیس قس )ة( ت ظیغ ضربهت ل ل ب ثب تبیح تدطثی الوبى هحسز ػول تطویت ثیي ز الس خ ت ایدبز فطظ ساى ا دبم هیق ز. ا تربة السیي ث ن ضت تهبزفی هیثبقس ث ع ضی و ػض ی اظ خوؼیت و ث تط اؾت احتوبل ا تربة قسى آى یع ثیكتط اؾت. زض ایي همبل اظ چطخ ضلت ثطای ا تربة السیي اؾتفبز قس اؾت. فطو هیق ز و اظ ػض k ما X k خوؼیت انلی ثبقس و n هتغیط زاضز و X خوؼیت غ تیه ضا كبى هیز س )ضاثغ ی )1((. اگط السیي ا تربة قس X 2 X 1 ثبقس )ضاثغ ی )2( ) 3 (( آ گب هبؾىی) α ( عجك ضاثغ ی )4( ایدبز هیق ز. اظ ایي هبؾه ثطای ت لیس فطظ ساى Y 2 Y 1 )7( )8( ایدبز هیق س. اؾتفبز هیق ز )ضاثغ ی )5( )6((. فطظ ساى عجك ضاثغ ی و زض آى Q هسل فطآی س S فضبی خؿتد Ω لیس بی هسل f تبثغ سف اػساز عجیؼی هثجت هیثبقس. ث زلیل ای ى زض ایي همبل سف ث ی ؾبظی ز هتغیط فكبض پیفضی هیثبقس پؽ فضبی خؿتد S یه فضبی ز ثؼسی هیثبقس و زض آى هتغیط هحسز ی زض فكبض, - هتغیط هحسز ی زض پیفضی -, هیثبقس. وطاى ایي هتغیط ب ثب ت خ ث ضاثظ تئ ضی ث ضاحتی هیق س تؼییي ]23[. زض ایي همبل فكبض هگبپبؾىبل 1.13 هیلیهتط ا تربة قس اؾت. پیفضی ث تطتیت 60,15 تبثغ سف الگ ضیتن ث ی ؾبظی هغبثمت ل ل بی ت لیس قس ثب هحه ل عطاحی قس زض ظط گطفت قس اؾت. زض تید f فبنل ؾغ ح ل ل ب اظ ؾغح زاذلی لبلت هیثبقس و ثبیس ووی ق ز. لیس بی ایي هسل حس هدبظ ثیكتطیي تغییطات ضربهت ) بظنقسگی ضرینقسگی( ت ف هیثبقس. ثب ایي لیس ب ایي اعوی بى ث ػول هیآیس و هحه ل ت لیس قس ػی ثی ن چ ى بظنقسگی چیيذ ضزگی پبضگی ساضز. وچ یي اگط ث تطیي خ اة ؾ زض ایدبز خوؼیت تغییط ى س آ گب الگ ضیتن هت لف قس ثط به اتوبم هییبثس. ثطای آى و ثت اى تبثغ سف ضػبیت قسى لیس بی ث ی ؾبظی تؼییي ق ز الظم اؾت اظ هسل الوبى هحسز اؾتفبز ق ز. ث ویي زلیل هسل الوبى هحسز ثب الگ ضیتن ث ی ؾبظی تطویت قس اؾت. زض ح ی 5 قىل یىپبضچ ؾبظی كبى زاز قس اؾت. هطاحل یىپبضچ ؾبظی ثسیي ن ضت اؾت و ثؼس اظ ایدبز خ اة خسیس ت ؾظ الگ ضیتن غ تیه خ اة ایدبز قس ث, - )1( 672

5 طمافعاض الوبى هحسز اضؾبل قس هسل قجی ؾبظی قس ثب ایي خ اة ایدبز قس اخطا هیق ز. ثؼس اخطا هسل زض الوبى هحسز ثیكتطیي ت ف زضنس تغییطات ضربهت حؿبة قس زض ن ضتی و ایي ه اضز اظ حس هدبظقبى تدبظ ىطز ثبقس تبثغ سف آى حؿبة قس ث الگ ضیتن ثبظگطزا س هیق ز. زض غیط ایي ن ضت خ اة ایدبز قس لبثل لج ل ج ز عجك الگ ضیتن ث ی ؾبظی غ تیه خ اة خسیس زیگطی ایدبز هیق ز. 5- تایج بحث وبىع ض و ثیبى قس زض ایي همبل ط ز هؿیط ثبضگصاضی پیفضی هح ضی فكبض زاذلی ث ػ اى پبضاهتط بی ث ی ؾبظی ثطای فطآی س ل ل ی زالی ا تربة قس ا س. هؿیط ثبضگصاضی ب ذغی فطو قس اؾت ظهبى ا دبم فطآی س )t( ثبثت هیثبقس ظیطا فطآی س زض زهبی اتبق ن ضت گطفت ث طخ وط ف اثؿت یؿت. ل ل بی ه ضز قىلز ی ػال ثط ساقتي ػی ة تطویسگی بظنقسگی ضرین قسگی ثبیس هحه ل بیی هغبثمت ثیكتطی زاقت ثبق س. زض ایيخب ثیكتطیي ت ف اىهیؿع زضنس تغییطات ضربهت ل ل ثطای ثطضؾی ػی ة ل ل ا تربة قس ا س ث ع ضی و ثیكتطیي ت ف اىهیؿع ل ل ب زضنس تغییطات ضربهت آى ب جبیس اظ ت ف اؾتحىبم بیی زضنس هدبظ تغییطات ضربهت ل ل ب ثیكتط ثبق س. زضنس تغییطات ضربهت هدبظ ثطای ل ل ب عجك یػگی ه از )خسل 1( زض ظط گطفتي ذغبی ا ساظ گیطی %25 ا تربة قس اؾت. ثطای تؼییي تبثغ سف اثتسا قىلز ی ا دبم هیق ز ؾپؽ فبنل توبم ز بی ل ل ب ثب ؾغح زاذلی لبلت حؿبة قس ثیكتطیي همساض ث ػ اى همساض تبثغ سف زض ظط گطفت هیق ز. تؼساز خوؼیت زض الگ ضیتن غ تیه یىی اظ ه نتطیي پبضاهتط بی الگ ضیتن هیثبقس و ضی وگطایی آى تأثیط ظیبزی زاضز. اظ ایي ض تؼییي زضؾت ایي خوؼیت ضطضی اؾت. اظ ایي ض ؾ خوؼیت هتفبت ثطای تؼییي تؼساز خوؼیت هت بؾت ثب فطآی س ا تربة ثطاؾبؼ ایي خوؼیت ب الگ ضیتن اخطا قس اؾت. تبیح الگ ضیتن زض قىل 6 كبى زاز قس اؾت. ایي و زاض ب ثطاؾبؼ تؼساز زفؼبت فطاذ ا ی تبثغ سف همساض تبثغ سف تطؾین قس ا س ]24[. ثب خ ز ایي و ثب تؼساز خوؼیت پ ح ث ظط هیضؾس ذ ز الگ ضیتن وگطا قس ثبقس لی ثب ت خ ث همساض تبثغ سف هیت اى تید گطفت و ثب ایي خوؼیت الگ ضیتن ث ووی بی هحلی وگطا قس اؾت. پؽ ایي تؼساز خوؼیت ثطای ث ی ؾبظی فطآی س ه بؾت ویثبقس ثبیس تؼساز خوؼیت افعایف یبثس. همساض خ اة ث ی ی ث زؾت آهس ثب افعایف تؼساز خوؼیت ث همساض 10 ث ج ز یبفت اؾت. ثب ایي حبلت الگ ضیتن وگطا كس اؾت قطط ت لف ثبػث اتوبم ثط به قس اؾت.ث بثطایي هیت اى تید گطفت و ثب افعایف تؼساز خوؼیت خ اة ث ی ث ج ز هییبثس لی وچ بى تؼساز خوؼیت ث ا ساظ ی یؿت و ثبػث وگطایی الگ ضیتن ق ز. ثب افعایف تؼساز خوؼیت ث همساض 15 الگ ضیتن ػال ثط وگطا قسى تبثغ سف ذ ثی یع حبنل هیق ز. ث بثطایي هیت اى ثیبى وطز و الگ ضیتن غ تیه ثب خوؼیت 15 ث ثبال ث خ اة ث ی زؾت ذ ا س یبفت. الظم ث شوط اؾت و لتی الگ ضیتن ث یه خ اة احسی وگطا هیق ز ثسیي هؼ بؾت و خؿتد ی الگ ضیتن ث اتوبم ضؾیس خ اة ث زؾت آهس ث احتوبل ل ی وبى خ اة ووی هغلك هیثبقس. Finite Element Part Yes Create New Pressure & Feed Loading Path Based on GA Run FE Model with Created Loading Paths Extract Maximum Von-Mises Stress & Thickness Changes Occur any Faults? No Calculate Cost Function No Show Optimal Loading Paths Yes Check Convergence Condition? Do Genetic Algorithm Process Fig 5 Intigration of genetic algothims and fininte element شکل 5 یىپبضچ ؾبظی الگ ضیتن ث ی ؾبظی الوبى هحسز Fig 6 Genetic algorithm results (a) with 5 population (b) with 10 population (c) with 15 population شکل 6 تبیح الگ ضیتن غ تیه )الف( ثب 5 خوؼیت )ة( ثب 10 خوؼیت )ج( ثب 15 خوؼیت 672

6 Fig 9 The Optimized metal composite part شکل 9 لغؼ ث ی ؾبظی قس وبهپ ظیت فلعی 6- تیج گیزی هؿیط ث ی ثبضگصاضی ث زؾت آهس اظ الگ ضیتن غ تیه زض قىل 7 تطؾین قس اؾت. ثب ایي هؿیط ثبضگصاضی ثیكتطیي فبنل ی ایدبز قس اظ ؾغح زاذلی لبلت ؾغح ثیط ی ل ل ب ثؼس اظ قىلز ی هیلیهتط هیثبقس. الظم ثصوط اؾت و ایي همساض ثیكتطیي فبنل یه گط هیثبقس زض توبم گط بی زیگط فبنل اظ ایي همساض ووتط هیثبقس. ثب ایي هؿیط ب ثیكتطیي زضنس تغییط ضربهت ثطای آل هی ی م هؽ ث تطتیت ثطای آل هی ی م هؽ زضنس هیثبقس. وچ یي ثیكتطیي ت ف ایدبز قس ث تطتیت هگبپبؾگبل اؾت. ثؼس اظ تؼییي هؿیط ث ی ث ؾیل ی الگ ضیتن غ تیه ل ل وبهپ ظیتی آل هی ی م-هؽ ثب هؿیط ث ی قىل 7 ت ؾظ هبقیي كبى زاز قس زض قىل 8 ت لیس قس. قس. P, f P=32.66 MPa f=6.69 mm 0.1 t (s) Fig 7 Optimal loading paths in two-layered hydroforming process شکل 7 هؿیط ث ی ثبضگصاضی فطآی س زالی Fig 8 Advanced Tube Hydroforming Machine with Computer control شکل 8 هبقیي پیكطفت ل ل ثب و تطل وبهپی تطی پؽ اظ ا دبم آظهبیف ثب هؿیط ثبضگصاضی ث ی ث زؾت آهس هكرم قس و تبیح ث ی ؾبظی زلت ذ ثی زاقت لغؼ ث ی ثب ویفیت هغل ة ت ظیغ ضربهت ه بؾت ثسى چطویسگی پبضگی هغبثك قىل 9 قىلز ی زض ایي همبل ث تؼییي ث ی تطیي هؿیط بی ثبضگصاضی فكبض پیفضی زض فطآی س پطزاذت زالی ل ل بی قس ز زض ه ن ػبهل ه فمیتآهیع ث زى ه ضز ثطضؾی تؿت لطاض گطفت. ثطای ث ی ؾبظی اظ تطویت الگ ضیتن غ تیه زالی هحسز الوبى قجی ؾبظی قس اؾتفبز ثب قس اؾتفبز اؾت. اظ اثتسا تبیح فطآی س تدطثی نح گصاضی فطآی س قجی ؾبظی قس ه ضز تأییس لطاض گطفت اؾت. ؾپؽ اظ ایي هسل قجی ؾبظی قس ثطای ث ی ؾبظی اؾتفبز قس اؾت. زض ایي همبل ثیكتطیي ذغبی قجی ؾبظی 5 زضنس هیثبقس اظ ت ظیغ ضربهت زض ضاؾتبی هح ضی ل ل ثطای ثطضؾی نحت هسلؾبظی اؾتفبز قس اؾت. ث ی ؾبظی ثب زض ظط گطفتي تبثغ سف هغبثمت ثب هحه ل بیی لیس بی حساوثط ت ف زضنس تغییطات ضربهت ا دبم قس اؾت. ثب ت خ ث تبیح هیت اى ثیبى وطز و ثطای ث ی ؾبظی فطآی س زالی الظم اؾت و حسالل تؼساز خوؼیت الگ ضیتن 15 ػسز ثبقس. وچ یي ثب فكبض 326 ثبض ثب تؼییطات ذغی ثب ظهبى تغصی هح ضی 6.8 هیلی هتط اظ ط عطف ث لغؼ ث ی زؾت ذ ا ین یبفت. 7- هزاجع [1] A. Aydemir, J. H. P. de Vree, W. A. M. Brekelmans, M. G. D. Geers, W. H. Sillekens, R. J. Werkhoven, An adaptive simulation approach designed for tube hydroforming processes, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 159, No. 3, pp , [2] A. Alaswad, K. Benyounis, A. Olabi, Finite element comparison of single and bi-layered tube hydroforming processes, Simulation Modelling Practice and Theory, Vol. 19, No. 7, pp , [3] M. Islam, A. Olabi, M. Hashmi, Feasibility of multi-layered tubular components forming by hydroforming and finite element simulation, Journal of Materials processing technology, Vol. 174, No. 1, pp , [4] S. Y. Kim, B. D. Joo, S. Shin, C. J. Van Tyne, Y. H. Moon, Discrete layer hydroforming of three-layered tubes, International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 68, pp , [5] R. Hashemi, E. Karajibani, Forming limit diagram of Al-Cu two-layer metallic sheets considering the Marciniak and Kuczynski theory,proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture,

7 Algorithm, Procedia Engineering, Vol. 10, No. 0, pp , [20] Z. Yong, L. C. Chan, W. Chunguang, W. Pei, Optimization for Loading Paths of Tube Hydroforming Using a Hybrid Method, Materials and Manufacturing Processes, Vol. 24, No. 6,pp , [21] S. S. Rao, S. Rao, Engineering optimization: theory and practice, John Wiley & Sons, [22] K. Y. Lee, M. A. El-Sharkawi, Modern heuristic optimization techniques, New Jersey: Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., [23] Y. Aue-U-Lan, G. Ngaile, T. Altan, Optimizing tube hydroforming using process simulation and experimental verification, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 146, No. 1, pp , [24] K. Socha,M. Dorigo, Ant colony optimization for continuous domains, European journal of operational research, Vol. 185, No. 3, pp , [6] F. Liu, J. Zheng, P. Xu, M. Xu, G. Zhu, Forming mechanism of double-layered tubes by internal hydraulic expansion, International Journal of Pressure Vessels and Piping, Vol. 81, No. 7, pp , [7] A. Alaswad, A. Olabi, K. Benyounis, Integration of finite element analysis and design of experiments to analyse the geometrical factors in bi-layered tube hydroforming, Materials & Design, Vol. 32, No. 2, pp , [8] S. Seyedkashi, G. H. Liaghat, H. M. Naeini, S. Mahdavian, M. Hoseinpour Gollo, Numerical and experimental study of two-layered tube forming by hydroforming process, in Proceeding of, Trans Tech Publ, pp , [9] S. H. Seyedkashi, V. Panahizadeh, H. Xu, S. Kim, Y. H. Moon, Process analysis of two-layered tube hydroforming with analytical and experimental verification, Journal of Mechanical Science and Technology, Vol. 27, No. 1, pp , [10] A. J. Aghchai, M. Shakeri, B. Mollaei-Dariani, Theoretical and experimental formability study of two-layer metallic sheet (Al1100/St12), Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, Vol. 222, No. 9, pp , [11] M. R. Morovvati, B. Mollaei-Dariani, M. H. Asadian- Ardakani, A theoretical, numerical, and experimental investigation of plastic wrinkling of circular two-layer sheet metal in the deep drawing, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 210, No. 13, pp , 10/1/, [12] E. Karajibani, A. Fazli, R. Hashemi, Numerical and experimental study of formability in deep drawing of twolayer metallic sheets, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 80, No. 1, pp , [13] E. Karajibani, R. Hashemi, M. Sedighi, Determination of forming limit curve in two-layer metallic sheets using the finite element simulation, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part L: Journal of Materials Design and Applications, [14] Karajibani, E. Hashemi, R. and Sedighi, M., Experi ental deter ination of for ing li it diagra in Aluminum-Copper two-la er etallic sheets, In Persian, Journal of Science and Technology of Composites, Vol. 2, No. 4, pp , [15] N. Abedrabbo, M. Worswick, R. Mayer, I. van Riemsdijk, Optimization methods for the tube hydroforming process applied to advanced high-strength steels with experimental verification, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 209, No. 1, pp , [16] T. Intarakumthornchai, Y. Aue-U-Lan, R. Kesvarakul, S. Jirathearanat, Feasible pressure and axial feed path determination for fuel filler tube hydroforming by genetic algorithm, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, Vol. 229, No. 4, pp , April 1, 2015, [17] B. Teng, K. Li, S. Yuan, Optimization of loading path in hydroforming T-shape using fuzzy control algorithm, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 69, No. 5-8, pp , [18] M. Mirzaali, S. M. H. Seyedkashi, G. H. Liaghat, H. Moslemi Naeini, K. Shojaee G, Y. H. Moon, Application of simulated annealing method to pressure and force loading optimization in tube hydroforming process, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 55, No. 1, pp , [19] M. Mirzaali, G. H. Liaghat, H. M. Naeini, S. M. H. Seyedkashi, K. Shojaee, Optimization of Tube Hydroforming Process Using Simulated Annealing 622

8 626