Abril 2015 vol. 1 num. 1 - Congresso Nacional de Matemática Aplicada à Indústria

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GRAU DE RECALQUE E ZONA DE FLUXO EM USINAGEM DE LIGAS DE ALUMÍNIO - OTIMIZAÇÃO MULTIOBJETIVO E TÉCNICAS DE METAMODELAGEM

CHIP THICKNESS RATIO AND ZONE DIMENSIONS OF ALUMINUM ALLOYS ON MACHINABILITY – MULTI-OBJECTIVE OPTIMIZATION AND META-MODELLING TECHINIQUES

Sousa, Marcelo do Nascimento ; Silva, Marcio Aurélio ; Lobato, Fran Sérgio ; Barrozo, Marcos Antonio de Souza ; Machado, Alisson Rocha ;

Artigo Completo:

A usinabilidade de materiais é fortemente dependente das suas propriedades mecânicas e pode ser medida através de vários parâmetros, dentre as quais pode-se citar a vida útil da ferramenta, as forças de usinagem, a temperatura de corte, a rugosidade superficial, entre outros. Em usinagem, a relação entre a espessura do cavaco (ou o grau de recalque) e as dimensões da zona de fluxo do cavaco são variáveis importantes e que devem ser consideradas no processo. Neste contexto, o principal objetivo deste trabalho é determinar estas variáveis de saída do processo de corte (grau de recalque e espessura da zona de fluxo) em relação às propriedades mecânicas (dureza, resistência à tração, alongamento) de ligas de alumínio, bem como às condições de corte (velocidade de corte, avanço e profundidade de corte) através da otimização multiobjetivo. Busca-se a minimização do grau de recalque e da espessura da zona de fluxo, levantados via emprego de técnicas de metamodelagem. Os resultados obtidos indicam que as condições de corte e as propriedades mecânicas das ligas analisadas influenciam significativamente nos parâmetros de saída e que a determinação da curva de Pareto constitui uma forma interessante de tratamento deste problema.

Artigo Completo:

The machinability of materials is strongly dependent on mechanical properties and can be measured by several parameters, such as tool life, machining forces, the cutting temperature, surface roughness, among others. In machining, the relationship between the chip thickness and flow area size of chip are important variables that must be considered in the process. In this context, the main objective of this work is to determine the mechanical properties (hardness, tensile strength, elongation) of aluminum alloys as well the cutting conditions (cutting speed, feed and depth of cut) through the multi-objective optimization. For this purpose the following objectives are considered: minimizing the repression degree and minimizing the flow zone size, using meta-modeling techniques. Preliminary results indicate that the cutting conditions and the mechanical properties analyzed influence significantly the output and determine the Pareto’ Curve is an interesting way of treating this problem.

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Palavras-chave: Propriedades Mecânica, Usinagem, Otimização Multiobjetivo, Metamodelagem., Mechanical Properties, Machining, Multi-objective optimization, Meta-modeling.,

Palavras-chave: ,

DOI: 10.5151/mathpro-cnmai-0154

Referências bibliográficas
  • [1] ABAL. Associação Brasileira do Alumínio,Anuário Estatístico 2012. São Paulo, 2013.
  • [2] ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas). NBR 6162- Movimentos e relações geométricas na usinagem dos metais - Rio de Janeiro, 1989.
  • [3] Arruda, E. B., Lobato, F. S., Barrozo, M. A. S., Steffen Jr, V., 2008. Estimation of drying parameters in rotary dryers using differential evolution. 6th International Conference on Inverse Problems in Engineering: Theory and Practic - ICIPE, Dourdan-França.
  • [4] Babu, B. V.; Chakole, P. G.; Mubben, J. H. S., 2005. Multiobjective differential evolution (mode) for optimization of adiabatic styrene reactor. Chemical Engineering Science, v. 60, p. 4822-4837.
  • [5] Budd, G., 1999. Resources and Production of Aluminium, Birmingham: European Aluminium Association.
  • [6] Demir, H.; gündüz, S. The effects of aging on machinability of 6061 aluminium alloy, Journal Materials and Design. v. 30, n. 5, may 2009, pp. 1480-1483.
  • [7] Derringer, G., Suich, R., 1980. Simultaneous Optimization of Several Response Variables. Journal of Quality Technology, 12 (4), 214-219.
  • [8] Ferraresi, D., 1977. Fundamentos da usinagem dos metais, Editora Edgar Dblücherl tda, São Paulo, 751 p. Edgeworth, F. Y., 1881. Mathematical physics. First Edition. London, England, P. Keagan.
  • [9] Deb, K., 2001. Multi-objective Optimization using Evolutionary Algorithms. First edition. New York, John Wiley and Sons.
  • [10] Hu, X., Coello Coello, C. A., Huang, Z., 2006. A new multi-objective evolutionary algorithm: neighborhood exploring evolution strategy, http://www.lania.mx/~ccoello/EMOO, Accessed in 15/07/2014.
  • [11] Klock, F., König, W., 2007. Fertigungsverfahren 3: Abtragen, GenerierenLasermaterialbearbeitung, VDI-Buch, Springer-Verlag, Berlin, 389p.
  • [12] Lobato, F. S., 2008. Otimização Multi-objetivo para o Projeto de Sistemas de Engenharia. Tese de Doutorado, Universidade Federal de Uberlândia.
  • [13] Lobato, F. S., Steffen Jr, V., 2007. Engineering system design with multi-objective differential evolution, In Proceedings in 19th International Congress of Mechanical Engineering – COBEM.
  • [14] Lobato, F. S., Murata, V. V., Oliveira-Lopes, L. C., Steffen Jr, V., 2007. Solution of multi-objective optimal control problems with Index fluctuation using differential evolution. 6th Brazilian Conference on Dynamics, Control and Their Applications – DINCON, São José do Rio Preto-Brasil.
  • [15] Lobato, F. S., Silva Neto, A. J., Steffen Jr., V., 2009a. Adaptive differential evolution based on the concept of population diversity applied to simultaneous estimation of radiation phase function, albedo and optical thickness. 20th International Congress of Mechanical Engineering - COBEM, Gramado-RS.
  • [16] Lobato, F. S., Figueira, C. E. Soares, R. R., Steffen Jr., V., 2009b. A comparative study of Gibbs free energy minimization in real systems using heuristic methods. 10th International Symposium on Process Systems Engineering - PSE''09, Salvador – Ba, August, 16-20.
  • [17] Mariani, V. C., Lima, A. G. B., Coelho, L. S., 2008. Apparent thermal diffusivity estimation of the banana during drying using inverse method, Journal of Food Engineering, 85, 569-579.
  • [18] Pareto, V., 1896. Cours d’economie politique. First edition. França: Vol I and II, F. Rouge, Lausanne.
  • [19] Storn, R., Price, K., 1995. Differential evolution: a simple and efficient adaptive scheme for global optimization over continuous spaces. International Computer Science Institute, vol. 12, pp. 1-16.
  • [20] Storn, R, Price, K., Lampinen, J. A., 2005. Differential Evolution - A Practical Approach to Global Optimization. Springer - Natural Computing Series.
  • [21] Trent, E. M., 1988. Metal Cutting and the Tribology of Seizure: II-Movement of Work Material Over the Tool in Metal Cutting, Wear, vol. 128, pp.47-64.
  • [22] Wang, F. S., Su, T. L., Jang, H. J., 2001. Hybrid differential evolution for problems of kinetic parameter estimation and dynamic optimization of an ethanol fermentation process. Industry Engineering Chemical Research, vol. 40, pp. 2876-2885.
  • [23] Weingaertner, W. L.; Schroeter, R. B., 1991. Tecnologia de usinagem do alumínio e suas ligas: tornear, fresar, furar e serrar. 2a ed. São Paulo: Alcan Alumino do Brasil, 79p.
Como citar:

Sousa, Marcelo do Nascimento; Silva, Marcio Aurélio; Lobato, Fran Sérgio; Barrozo, Marcos Antonio de Souza; Machado, Alisson Rocha; "GRAU DE RECALQUE E ZONA DE FLUXO EM USINAGEM DE LIGAS DE ALUMÍNIO - OTIMIZAÇÃO MULTIOBJETIVO E TÉCNICAS DE METAMODELAGEM", p. 834-843 . In: Anais do Congresso Nacional de Matemática Aplicada à Indústria [= Blucher Mathematical Proceedings, v.1, n.1]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN em b-reve, DOI 10.5151/mathpro-cnmai-0154

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