مدل‌سازي و بهينه‌سازي پارامترهاي موثر بر استحكام كششي و انعطاف‌پذيري كامپوزيت زمينه آلومينيومي حاصل از فرآيند FSA با استفاده از روش RSM

يكي از روش‌هاي جديد براي بهبود خواص مكانيكي لايه‌هاي‌ سطحي، فرآوري اصطكاكي اغتشاشي (FSP) است. در صورتي كه فرآيند FSP به همراه يك ماده مصرفي انجام شود، اين فرآيند جديد تحت عنوان آلياژسازي اصطكاكي اغتشاشي (FSA) شناخته مي‌شود. از اين‌رو در پژوهش پيش‌رو، كامپوزيت‌هاي سطحي Al7075 با به‌كارگيري ذرات تقويت‌كننده از جنس آلومينا، با استفاده از اين فرآيند و منطبق بر اصول طراحي آزمايش، توليد شدند‌. بدين منظور، روش RSM به عنوان روش طراحي آزمايش، انتخاب گرديد و متغيرهاي: سرعت دوراني ابزار، نرخ پيشروي ابزار، قطر شانه ابزار و اندازه ذرات تقويت‌كننده به عنوان متغيرهاي ورودي فرآيند، تعيين شدند. نتايج حاصل از آناليز واريانس و تحليل رگرسيون دادههاي حاصل از آزمون‌هاي تجربي، صحت و دقت معادلات رگرسيون را مورد تأييد قرار داد و نشان داد كه نرخ پيشروي ابزار، قطر شانه ابزار و اندازه ذرات تقويت‌كننده با تأثيرات خطي و مرتبه دوم، بر استحكام كششي و انعطاف‌پذيري نمونه‌هاي كامپوزيتي موثر هستند. همچنين، در صورتي كه سرعت دوراني ابزار در مقدار 800 rpm تنظيم شود، افزايش قطر شانه ابزار از 9 mm به15 mm باعث افزايش 17.97 درصدي استحكام كششي نمونه‌هاي كامپوزيتي مي‌شود. علاوه بر اين، كاهش نرخ پيشروي ابزار از 60 mm/min به 20 mm/min و كاهش اندازه ذرات آلومينا از 50 ميكرون به 20 ميكرون، به ترتيب موجب افزايش انعطاف‌پذيري نمونه‌هاي كامپوزيتي به ميزان 1.85 % و 5.04 % مي‌شود. در پايان، با دستيابي به مقدار بيشينه تابع مطلوبيت (0.915)، شرايط بهينه‌ متغيرهاي ورودي فرآيند تعيين شد و با اجراي آزمون صحه‌گذاري، به تأييد رسيد.