多目标优化AWJM参数ZrO2涂层MWCNTs强化HDPE纳米复合材料使用Taguchi灰色关系分析的多目标优化
K Suhas1, B R N Murthy2, Anupama Hiremath1
1Department of Mechanical and Industrial Engineering, Manipal Institute of Technology, Manipal Academy of Higher Education (MAHE), Manipal, 576104, Karnataka, India.
这项研究优化了高密度聚乙烯 (HDPE) 纳米复合材料的磨料喷水加工. 最好的设置实现了卓越的表面表面和尺寸精度,用于先进的工程应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 制造业 工程 制造工程
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 高密度聚乙烯 (HDPE) 是一种多功能聚合物,在苛刻的应用中具有潜力.
- 提高HDPE的机械和热性能对于先进的工程至关重要.
- 涂有 (ZrO2) 的多壁碳纳米管 (MWCNTs) 提供了显著的性能改进.
研究的目的:
- 通过磨砂式喷水加工 (AWJM) 研究用ZrO2-MWCNT加强的HDPE的可加工性.
- 为了优化AWJM的表面粗度 (Ra),沟收缩率 (KT) 和材料去除率 (MRR) 的参数.
- 使用灰色关系分析 (GRA) 实现多目标优化.
主要方法:
- 制造具有3重%ZrO2-MWCNTs的HDPE复合材料.
- 使用Taguchi L9直角阵列来设计实验.
- 采用AWJM,具有变化的喷水压力,横行速度和脱离距离.
- 应用GRA来确定最佳的加工参数和灰色关系等级 (GRG).
主要成果:
- 较低的横行速度 (100毫米/分钟) 将表面粗度降至4.286微米.
- 较高的压力 (200MPa) 和中等速度 (150mm/min) 将沟的收缩率降低到0.04727半径.
- 最佳参数组合实现了0.7361的最高GRG,平衡了表面表面,精度和效率.
结论:
- 精密的AWJM对于HDPE/ZrO2-MWCNT纳米复合材料是可行的.
- 优化的参数显著提高了表面质量和尺寸精度.
- 研究结果为制造高性能聚合物纳米复合材料提供了宝贵的见解.
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