Predictive modeling and multi-objective optimization of machining-induced residual stresses: İnvestigation of machining parameter effects
Talaşlı imalat ile oluşan kalıntı gerilimlerin tahminsel modellemesi ve çok hedefli optimizasyonu: İşleme parametrelerinin etkisinin incelenmesi
- Tez No: 1001507
- Danışmanlar: PROF. DR. TUĞRUL ÖZEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Mechanical Engineering, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Rutgers, The State Unıversıty Of New Jersey-New Brunswıck Campus
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri ve Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Üretim Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Havacılık endüstrisinde, temel olarak yüksek direnç ve düşük sıcaklıklara karşı dirençli, gaz giderici ve düşük sıcaklıktaki bileşenler tarafından sıklıkla kullanılan düşük kaliteli ve benzersiz bir endüstridir. Bununla birlikte, mikro yapıdaki değişiklikler deformasyona neden olduğundan ve bazı olumsuzluklar, ürünlerin sonunun bütünleşik olarak yüzeysel olmasını engellediğinden, sahip olunan olumsuz termiklerden sapma yoktur. Yüzeysel sağlamlık, mikro dayanıklılık değişiklikleri ve mikro yapı değişiklikleri, başlık liglerinde makinede kalan gerilimin artması ve ayrıca yüzeysel ürünlerin entegrasyonuna katkıda bulunulması için. Bu, makine işlemlerinin kalan geriliminin sonuçlarını önleyecek bir yöntem belirlemek ve makine parametreleri (kasa hızı, derin olmayan hava basıncı, derin derinlik vb.) veya makine parametreleri gibi bilgileri anlamak için temel bir yöntemdir. (salınım açısı, gövde alanı oranı, malzeme/geri kalan malzeme vb.) makinede kalan gerginlik nedeniyle. Deneyimler, tıbbi prensiplerde belirli bir hata payı içerdiğinden, temel fiziki simülasyonlar önceki değerlerin doğruluğunu göz önünde bulundurarak ve cesaret ve cesaret için simülasyon deneyimlerini birleştirmek için kullanılır. öncekilere göre esperado ve değişiklikler. Araştırmanın ilk parçası olarak, uygulamalı deneyimlerin bir parçası olarak makine sırasındaki yıpranma katsayılarını belirlemek için bir yöntem sunulmuştur. Bu atipik katsayılardan yararlanarak, malzemelerin gerilme mukavemetinin özelliklerini belirlemek için sonlu öğeler üzerinde temel simülasyon deneyimleri elde edersiniz ve ayrıca, makinede yapılan işlemler ve kalan gerilimler olarak bunları koruruz. Formun sonuçları deneysel verilerle doğrulandı. Fiziki parametreler ve sayısal değişkenlerin etkinliğini anlamak ve seçilen parametrelerin kullanılabilirliğini artırmak için sayısal parametrelerin hassas analizini sağladım. Endüstriyel makinelerde kullanılan makine parametreleri ve incelenecek gerilim artıkları etkindir. Bu nedenle, bu, makine fikirleri için parametreler seçmek için Parça Parçalarını Düzeltme (PSO) için çok nesneli optimizasyon yöntemlerinden veya algoritmalardan yararlanılan bazı ipuçları içermektedir; eşleşen nesnelerin veya eşleşen nesnelerin herhangi bir işlem sürecinde engel teşkil edip etmediğini göz önünde bulundurarak. endüstri uygulamalarında üretim planları için karar.
Özet (Çeviri)
In the aerospace industry, titanium and nickel-based alloys are frequently used for critical structural components, especially due to their higher strength at both low and high temperatures, and higher wear and chemical degradation resistance. However, because of their unfavorable thermal properties, deformation and friction-induced microstructural changes prevent the end products from having good surface integrity properties. In addition to surface roughness, microhardness changes, and microstructural alterations, the machining-induced residual stress profiles of titanium and nickel-based alloys contribute in the surface integrity of these products. Therefore, it is essential to create a comprehensive method that predicts the residual stress outcomes of machining processes, and understand how machining parameters (cutting speed, uncut chip thickness, depth of cut, etc.) or tool parameters (tool rake angle, cutting edge radius, tool material/coating, etc.) affect the machining-induced residual stresses. Since experiments involve a certain amount of error in measurements, physics-based simulation experiments should also involve an uncertainty in the predicted values, and a rich set of simulation experiments are utilized to create expected value and variance for predictions. As the first part of this research, a method to determine the friction coefficients during machining from practical experiments was introduced. Using these friction coefficients, finite element-based simulation experiments were utilized to determine flow stress characteristics of materials and then to predict the machining-induced forces and residual stresses, and the results were validated using the experimental findings. A sensitivity analysis on the numerical parameters was conducted to understand the effect of changing physical and numerical parameters, increasing the confidence on the selected parameters, and the effect of machining parameters on machining-induced forces and residual stresses was also investigated. Finally, these predictions were inputted to a multi-objective optimization methodology utilizing Particle Swarm Optimization algorithm to select the optimal machining parameters where competing or conflicting objectives constitute hurdles in the decision-making process of manufacturing plans in the industrial applications.
Benzer Tezler
- Elektrikli araç şarj istasyon konumlarının ütopya noktası yöntemi ile çok amaçlı optimize edilmesi
Multi objective optimisation of electric vehicle charging stations with the utopia point method
MUHAMMED TALHA SUNAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
UlaşımBursa Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURTEN AKGÜN
- Physics-informed machine learning-based modeling and control of dynamic process systems
Dinamik sistemlerin fizik bilgili makine öğrenimi tabanlı modellemesi ve kontrolü
TUSE ASRAV
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDAL AYDIN
- Calibration and optimization of rans turbulence models for various cases
Farklı problemler için rans türbülans modellerinin kalibrasyonu ve optimizasyonu
CEM TURUTOĞLU
Doktora
İngilizce
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
- Dizel motorların modellenmesi,modele dayalı hava yolu ve emisyon kontrolörü geliştirilmesi / uygulanması
Modeling of diesel engines, development and application of model based airpath and emission controllers
BÜLENT ÜNVER
Doktora
Türkçe
2013
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN GÖKAŞAN
PROF. DR. SETA BOGOSYAN
- Improved trajectory tracking via multi obstacle avoidance utilizing nonlinear model predictive controller
Doğrusal olmayan model öngörülü kontrol kullanılarak çoklu engellerden kaçınma ile geliştirilmiş yörünge takibi
ÖNDER HOROZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ