Wykorzystanie logiki rozmytej do wyznaczania parametrów procesu mieszania podczas wytwarzania metodą metalurgii proszków kompozytów umacnianych cząstkami

• Autorzy: Wojtaszek M. , Durak J.

Warianty tytułu

EN

Application of fuzzy logic to determine suttable parameters of mixing process for composites obtained from powder reinforced by ceramic particles by use of pm method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podjęto próbę oceny możliwości zastosowania logiki rozmytej do wspomagania szybkiego doboru parametrów procesu mieszania składników w układzie cząstki proszków metali-cząstki ceramiczne. Wytworzono metodą metalurgii proszków kompozyty i określono ich wybrane własności. Jako materiał osnowy wykorzystano dwa różne rodzaje proszku; cząstki proszku aluminium o rozwiniętej powierzchni oraz podsitową frakcję proszku stopu Al17Si5Fe3Cu1,1Mg0,6Zr o kulistym kształcie. W roli fazy umacniającej użyto cząstek węglika krzemu, stosując zmienny ich udział objętościowy, zależny od rodzaju materiału osnowy. Takie podejście umożliwiło analizę dwóch układów, dla których mechanizmy decydujące o równomierności rozprowadzenia fazy umacniającej w osnowie podczas mieszania są różne. Próbki do badań wytworzono, stosując mieszanie, zagęszczanie na zimno lub na gorąco oraz wyciskanie współbieżne, przy niezmiennych dla danej pary komponentów parametrach realizacji tych procesów. Określono wpływ udziału objętościowego fazy umacniającej w osnowie na wybrane własności i struktury wyrobów. Wyniki eksperymentu dały podstawę do analizy numerycznej procesu mieszania. Ich uzupełnieniem były informacje na temat tego procesu, rozumiane jako tak zwana wiedza eksperta. W wyniku tak ujętego podejścia otrzymano bazę danych, która z inżynierskiego punktu widzenia rozumiana jest jako wiedza niekompletna, ponieważ zawiera informacje niezweryfikowane na drodze eksperymentu. Została ona wykorzystana do wyznaczenia metodą logiki rozmytej korzystnych parametrów procesu mieszania składników w układzie proszek osnowy-cząstki fazy umacniającej. Do modelowania numerycznego użyto pakietu Fuzzy toolbox, będącego integralną częścią programu Matlab.

EN

An attempt to assessment the possibilities of application of a fuzzy logic aided quick determination of mixing process parameters in a metal powder particles-ceramic particles system was made. A set of composites was obtained by use of the powder metallurgy method, then a set of chosen parameters was determined. Two different powders were used as a matrix material, the first one was the aluminium particles with expanded surface, the second one was subieve-size particles fraction of the Al17Si5Fe3Cu1.1Mg 0.6Zr alloy with a spherical shape. Particles of silicon carbide were used as a reinforcement phase. The different volume fraction depending on the matrix material was used. Such approach made possibility to analyse two systems with different mechanisms determining uniformity of the reinforcement phase distribution. Samples were obtained using mixing, densification at the room temperature or hot densification, concurrent extrusion with fixed process parameters for each pair of the components. The influence of the volume fraction of the reinforcement phase on the chosen parameters and structure of the product was determined. The influence of the powder composition on the relative porosity of composites obtained of the extruded at the temperature of 500° C and with extrusion ratio [lambda] = 4.1 compacted semi-finished products of aluminium based powders and mixtures of this powder with silicon carbide SiC1000 particles with several volume fractions was estimated. The influence of the composition of powders on the abrasive wear was evaluated. The results of the experiment with addition of the information about the process (expert's knowledge) were the base for a numerical analysis of the mixing process. In a result of such data acquisition a set of information was obtained. From the engineering point of view this is a incomplete knowledge because it still contains information non verified by experiments. This knowledge could be useful in combination with the artificial intelligence methods like the fuzzy logic. For the numerical analysis the Fuzzy Toolbox from Matlab package was used.

Słowa kluczowe

PL

metalurgia proszków; logika rozmyta; analiza numeryczna; mieszanie; kompozyty umocnione cząstkami

EN

powder metallurgy; fuzzy logic; numerical analysis; mixing; composites reinforced by particles

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 8, nr 4
• Strony: 390--396
• Opis fizyczny: Bibliiogr. 6 poz., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Wojtaszek M.

autor

Durak J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] O`Donnell G., Looney L., Production of aluminium matrix composite components using conventional PM technology, Materials Science and Engineering 2001, A303, 292-301.
• [2] Wojtaszek M., Wpływ kształtowania na gorąco na własności kompozytów aluminiowych wzmocnionych włóknami ceramicznymi, Rozprawa doktorska, Kraków 2000.
• [3] Wojtaszek M., Durak J., The aplication of fuzzy logic analysis to assessing the significance of miting parameters for the PM metal - ceramic composites, Metallurgy and Foundry Engineering 2007, 3, 1, 23-31.
• [4] Dubois D., Prade H., Fuzzy sets and systems - Theory and applications, Academic Press, New York 1980.
• [5] Ramanathan S., Karthikeyan R., Gupta M., Development of processing maps for Al/SiC composite using fuzzy logic, Journal of Materiale Processing Technology 2007, 183, 104-110.
• [6] Hopgood A.A., Intelligent Systems for Engineers and Scientists ed. 2, CRC Press, Bocca Raton 2001