مکان یابی بهینه موقعیت دهنده های فیکسچر به منظور کاهش اعوجاج کمانشی قطعات نازک در جوشکاری با به کارگیری روش اجزاء محدود، رگرسیون و الگوریتم های فرا ابتکاری

جوشکاری ورق های نازک کاربردهای متعددی در صنایع مختلف از جمله تولید بدنه خودرو، کشتی و مخازن فلزی دارد. در هنگام جوشکاری با حرکت الکترود و توزیع غیر یکنواخت دما تنش های پسماند در قطعه کار بوجود می آید. این تنش ها در ورق ها منجر به بروز انحرافات مختلف بخصوص انحراف کمانشی می شود. از آنجا که این انحرافات با چشم دیده می شود، کیفیت قطعه ساخته شده مطلوب نخواهد بود. روش های زیادی برای کاهش انحرافات وجود دارد. در این میان یکی از روش های کاربردی و ارزان برای کاهش این انحرافات، استفاده از فیکسچر است که می تواند کیفیت ورق های نازک جوشکاری شده را به طور موثر افزایش دهد. در این تحقیق تاثیر نحوه موقعیت دهی ورق توسط فیکسچر برروی میزان انحرافات نهایی بررسی می شود. بدین منظور بایستی بین متغیرهای ورودی و خروجی فرآیند یک ارتباط منطقی برقرار شود. به دلیل پیچیدگی و غیر خطی بودن، بدست آوردن یک رابطه تحلیلی برای پیش بینی فرآیند جوشکاری امری دشوار است. از این رو با رویکرد طراحی آزمایشات تعدادی آزمایش طراحی شد، تا با استفاده از آنها و به وسیله روش های رگرسیون چند جمله ای ها و شبکه های عصبی، یک مدل ساده بین ورودی ها و خروجی های فرآیند برازش شود. در این تحقیق مدل شبکه عصبی به عنوان مدل اصلح با خطا پیش بینی کمتر از 10 درصد انتخاب شد. نتیجه آزمایشات با شبیه سازی فرآیند جوشکاری توسط یک مدل اجزاء محدود کوپله حرارتی - مکانیکی در برنامه ansys پیش بینی می شود. در نهایت با به کارگیری مدل ریاضی برازش شده به عنوان تابع هدف، مکان بهینه موقعیت دهنده های فیکسچر توسط الگوریتم تبرید تدریجی به منظور کمینه نمودن انحرافات کمانشی با خطای کمتر از 4 درصد پیدا شد. نتایج محاسباتی نشان می دهد الگوریتم پیشنهاد شده در این تحقیق می تواند میزان اعوجاج را 50 درصد نسبت به حالتی که از فیکسچرهای استاندارد استفاده می شود، کاهش دهد.