جلسه دفاع پیشنهادیه رساله دکتری (آقای حمیدرضا زمانی)

موضوع:  بهینه‌یابی نوع و شرایط آزمایش‌های تعیین ثوابت ساختاری به‌منظور به‌کارگیری در شبیه‌سازی ترمومکانیکی فرایند نورد گرم فولاد

ارائه دهنده: حمیدرضا زمانی

استاد راهنما: دکتر محمدرضا فروزان

استاد مشاور: دکتر محمدرضا نیرومند

استادان داور: دکتر محمد مشایخی - دکتر مهدی سلمانی تهرانی

چکیده:

اهمیت و کاربرد فولاد در صنایع مختلف و زندگی روزمره انکار ناپذیر است. نورد گرم بخشی از فرایند تولید بیش از 80 درصد از محصولات فولادی است. پیش‌بینی و مدل‌سازی رفتار ترمومکانیکی یک گرید در فرایند نورد گرم جهت رسیدن به محصول نهایی با خواص مطلوب از موضوعات مورد توجه محققان این حوزه است. مدل‌سازی رفتار فولاد در فرایند نورد گرم نیازمند انجام آزمایش‌های متعدد مختلفی مانند فشار و پیچش گرم در بازه‌ی وسیعی از دما، کرنش، نرخ کرنش و عوامل موثر ریزساختاری همچون اندازه دانه آستنیت است، تا بتوان رفتار ماده را از جهات مختلف مکانیکی و متالورژیکی شناخت. بنابراین طراحی آزمایش و تعیین شرایط آن‌ها به نحوی که بتوان با تعداد مناسبی از آزمایش‌ها، به تعیین ثوابت مناسب جهت بیان رفتار ترمومکانیکی ماده پرداخت، اهمیت می‌یابد. از طرفی رفتار پیچیده‌ی فولاد در آزمایش‌های فشار و پیچش گرم در بازه‌ی دمایی نورد گرم به‌ دلیل وقوع پدیده‌هایی نظیر تبلورمجدد دینامیکی، تعیین شرایط آزمایش جهت دستیابی به شکلی خاص از رفتارهای تنش سیلان را دشوار می‌سازد. این موضوع سبب تکرار آزمایش‌ها در شرایط جدید تا رسیدن به پاسخ مورد انتظار و در نتیجه افزایش تعداد آزمایش‌ها می‌شود و به‌نحوی تلاش انجام‌شده در طی طراحی آزمایش با هدف کاهش تعداد آزمایش‌ها را زیر سوال می‌برد. لذا در این پژوهش سعی خواهدشد تا نخست الگویی نظام‎‌مند در جهت تعیین شرایط آزمایش برای مشخصه‌یابی هر گرید فولادی در نورد گرم با دو هدفِ کمینه‌سازی تعداد آزمایش‌ها و تعیین دقیق ثوابت مادی ترمومکانیکی ارائه شود. برای این منظور باید به‌نحوی با تعداد اندکی آزمایش اولیه بتوان رفتار فولاد را شناسایی کرد و در مرحله‌ی بعد به تعیین شرایط آزمایش مطلوب بسته به نیاز روابط مختلف پرداخت. رفتار کلی تنش سیلان در قالب معادلات تسلیم شناخته‌شده فرمول‌بندی خواهدشد. امتزاج رفتارهای حرارتی، مکانیکی و متالورژیکی باعث شده که معمولا این معادلات دارای تعداد زیادی ثابت مادی باشند. برای تعیین این ثوابت می‌توان با انجام چند آزمایش فشار یا پیچش گرم پایه و به‌کارگیری روش‌های ریاضی و بهینه‌سازی، معادله ساختاری انتخابی را برای ماده‌ی مورد بررسی تعیین کرد. سپس با استفاده از این معادله ساختاری به ایجاد رفتارهای تنش سیلان به‌جای انجام آزمایش‌ در شرایط مختلف پرداخت. در ادامه با استفاده از امکانات مبتنی بر روش‌های بهینه‌سازی و یادگیری ماشین، تحلیل و تفکیک رفتارهای حاصل و شرایط مختص هر کدام انجام‌شده و سعی می‌شود یک ارتباط ریاضی بین شرایط آزمایش و شکل رفتار سیلان حاصل برقرار شود. به این ترتیب متناسب با هدفی که از انجام آزمایش انتظار می‌رود، می‌توان شرایط مطلوب را جهت انجام آزمایش­های اصلی و سپس تعیین ثوابت مادی پیشنهاد داد.

کلمات کلیدی: نورد گرم فولاد، معادله ساختاری، مشخصه‌یابی، بهینه‌سازی، طراحی آزمایش، تنش سیلان، تبلورمجدد دینامیکی