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स्टेनलेस स्टील शीट की निर्माण क्षमता पर माइक्रोस्ट्रक्चर का प्रभाव शीट मेटलवर्किंग इंजीनियरों के लिए एक प्रमुख चिंता का विषय है। ऑस्टेनिटिक स्टील्स के लिए, माइक्रोस्ट्रक्चर में विरूपण मार्टेंसाइट (\({\अल्फा}^{^{\प्राइम))\)-मार्टेंसाइट) की उपस्थिति महत्वपूर्ण कठोरता और फॉर्मेबिलिटी में कमी की ओर ले जाती है। इस अध्ययन में, हमने प्रयोगात्मक और कृत्रिम बुद्धिमत्ता विधियों द्वारा विभिन्न मार्टेंसिटिक शक्तियों के साथ एआईएसआई 316 स्टील्स की निर्माण क्षमता का मूल्यांकन करने का लक्ष्य रखा। पहले चरण में, 2 मिमी की प्रारंभिक मोटाई वाले AISI 316 स्टील को एनील्ड किया गया और विभिन्न मोटाई में कोल्ड रोल किया गया। इसके बाद, मेटलोग्राफिक परीक्षण द्वारा सापेक्ष तनाव मार्टेंसाइट क्षेत्र को मापा गया। स्ट्रेन लिमिट डायग्राम (एफएलडी) प्राप्त करने के लिए गोलार्ध विस्फोट परीक्षण का उपयोग करके रोल्ड शीट की फॉर्मैबिलिटी निर्धारित की गई थी। प्रयोगों के परिणामस्वरूप प्राप्त डेटा का उपयोग कृत्रिम न्यूरो-फ़ज़ी हस्तक्षेप प्रणाली (एएनएफआईएस) को प्रशिक्षित करने और परीक्षण करने के लिए किया जाता है। एएनएफआईएस प्रशिक्षण के बाद, तंत्रिका नेटवर्क द्वारा भविष्यवाणी की गई प्रमुख उपभेदों की तुलना प्रयोगात्मक परिणामों के एक नए सेट से की गई। नतीजे बताते हैं कि कोल्ड रोलिंग का इस प्रकार के स्टेनलेस स्टील की निर्माण क्षमता पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है, लेकिन शीट की ताकत में काफी सुधार होता है। इसके अलावा, ANFIS प्रयोगात्मक माप की तुलना में संतोषजनक परिणाम दिखाता है।
शीट धातु बनाने की क्षमता, हालांकि दशकों से वैज्ञानिक लेखों का विषय है, धातु विज्ञान में अनुसंधान का एक दिलचस्प क्षेत्र बनी हुई है। नए तकनीकी उपकरण और कम्प्यूटेशनल मॉडल फॉर्मैबिलिटी को प्रभावित करने वाले संभावित कारकों को ढूंढना आसान बनाते हैं। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि हाल के वर्षों में क्रिस्टल प्लास्टिसिटी परिमित तत्व विधि (सीपीएफईएम) का उपयोग करके आकार सीमा के लिए सूक्ष्म संरचना का महत्व प्रकट किया गया है। दूसरी ओर, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (एसईएम) और इलेक्ट्रॉन बैकस्कैटर विवर्तन (ईबीएसडी) की उपलब्धता शोधकर्ताओं को विरूपण के दौरान क्रिस्टल संरचनाओं की माइक्रोस्ट्रक्चरल गतिविधि का निरीक्षण करने में मदद करती है। धातुओं में विभिन्न चरणों के प्रभाव, अनाज के आकार और अभिविन्यास, और अनाज के स्तर पर सूक्ष्म दोषों को समझना, फॉर्मेबिलिटी की भविष्यवाणी करने के लिए महत्वपूर्ण है।
फॉर्मेबिलिटी का निर्धारण करना अपने आप में एक जटिल प्रक्रिया है, क्योंकि फॉर्मेबिलिटी को पथ 1, 2, 3 पर अत्यधिक निर्भर दिखाया गया है। इसलिए, असंगत लोडिंग स्थितियों के तहत अंतिम फॉर्मिंग स्ट्रेन की पारंपरिक धारणाएं अविश्वसनीय हैं। दूसरी ओर, औद्योगिक अनुप्रयोगों में अधिकांश लोड पथों को गैर-आनुपातिक लोडिंग के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। इस संबंध में, पारंपरिक गोलार्ध और प्रयोगात्मक मार्सिनियाक-कुचिंस्की (एमके) विधियों4,5,6 का उपयोग सावधानी के साथ किया जाना चाहिए। हाल के वर्षों में, एक अन्य अवधारणा, फ्रैक्चर लिमिट डायग्राम (एफएफएलडी) ने कई फॉर्मेबिलिटी इंजीनियरों का ध्यान आकर्षित किया है। इस अवधारणा में, शीट निर्माण क्षमता की भविष्यवाणी करने के लिए एक क्षति मॉडल का उपयोग किया जाता है। इस संबंध में, पथ स्वतंत्रता को प्रारंभ में विश्लेषण में शामिल किया गया है और परिणाम अनस्केल्ड प्रयोगात्मक परिणामों7,8,9 के साथ अच्छे समझौते में हैं। शीट धातु की संरचना कई मापदंडों और शीट के प्रसंस्करण इतिहास के साथ-साथ धातु की सूक्ष्म संरचना और चरण10,11,12,13,14,15 पर निर्भर करती है।
धातुओं की सूक्ष्म विशेषताओं पर विचार करते समय आकार पर निर्भरता एक समस्या है। यह दिखाया गया है कि, छोटे विरूपण स्थानों में, कंपन और बकलिंग गुणों की निर्भरता दृढ़ता से सामग्री की लंबाई के पैमाने पर निर्भर करती है16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27, 28,29,30. निर्माण क्षमता पर अनाज के आकार के प्रभाव को उद्योग में लंबे समय से मान्यता दी गई है। यामागुची और मेलोर [31] ने सैद्धांतिक विश्लेषण का उपयोग करके धातु शीट के तन्य गुणों पर अनाज के आकार और मोटाई के प्रभाव का अध्ययन किया। मार्सिनियाक मॉडल का उपयोग करते हुए, वे रिपोर्ट करते हैं कि द्विअक्षीय तन्यता लोडिंग के तहत, मोटाई और अनाज के आकार के अनुपात में कमी से शीट के तन्य गुणों में कमी आती है। विल्सन एट अल द्वारा प्रायोगिक परिणाम। 32 ने पुष्टि की कि मोटाई को औसत अनाज व्यास (टी/डी) तक कम करने के परिणामस्वरूप तीन अलग-अलग मोटाई की धातु शीटों की द्विअक्षीय विस्तारशीलता में कमी आई है। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि 20 से कम के टी/डी मान पर, ध्यान देने योग्य विरूपण असमानता और गर्दन मुख्य रूप से शीट की मोटाई में व्यक्तिगत अनाज से प्रभावित होती है। उलवान और कौरसारिस33 ने 304 और 316 ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स की समग्र मशीनेबिलिटी पर अनाज के आकार के प्रभाव का अध्ययन किया। वे रिपोर्ट करते हैं कि इन धातुओं की निर्माण क्षमता अनाज के आकार से प्रभावित नहीं होती है, लेकिन तन्य गुणों में छोटे बदलाव देखे जा सकते हैं। यह अनाज के आकार में वृद्धि है जो इन स्टील्स की ताकत विशेषताओं में कमी की ओर ले जाती है। निकल धातुओं के प्रवाह तनाव पर अव्यवस्था घनत्व के प्रभाव से पता चलता है कि अव्यवस्था घनत्व धातु के प्रवाह तनाव को निर्धारित करता है, चाहे दाने का आकार 34 हो। अनाज की परस्पर क्रिया और प्रारंभिक अभिविन्यास का भी एल्यूमीनियम बनावट के विकास पर बहुत प्रभाव पड़ता है, जिसकी जांच बेकर और पंचनदीश्वरन ने क्रिस्टल प्लास्टिसिटी के प्रयोगों और मॉडलिंग का उपयोग करके की थी। उनके विश्लेषण में संख्यात्मक परिणाम प्रयोगों के साथ अच्छे समझौते में हैं, हालांकि लागू सीमा शर्तों की सीमाओं के कारण कुछ सिमुलेशन परिणाम प्रयोगों से भिन्न होते हैं। क्रिस्टल प्लास्टिसिटी पैटर्न का अध्ययन करने और प्रयोगात्मक रूप से पता लगाने से, लुढ़का हुआ एल्यूमीनियम शीट अलग-अलग फॉर्मेबिलिटी 36 दिखाते हैं। परिणामों से पता चला कि यद्यपि विभिन्न शीटों के तनाव-खिंचाव वक्र लगभग समान थे, प्रारंभिक मूल्यों के आधार पर उनकी फॉर्मेबिलिटी में महत्वपूर्ण अंतर थे। अमेलिराड और असेम्पोर ने ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील शीट37 के लिए तनाव-तनाव वक्र प्राप्त करने के लिए प्रयोगों और सीपीएफईएम का उपयोग किया। उनके सिमुलेशन से पता चला कि अनाज के आकार में वृद्धि एफएलडी में ऊपर की ओर बढ़ती है, जिससे एक सीमित वक्र बनता है। इसके अलावा, उन्हीं लेखकों ने रिक्तियों 38 के निर्माण पर अनाज अभिविन्यास और आकृति विज्ञान के प्रभाव की जांच की।
ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स में अनाज आकृति विज्ञान और अभिविन्यास के अलावा, जुड़वां और माध्यमिक चरणों की स्थिति भी महत्वपूर्ण है। TWIP 39 स्टील को सख्त करने और बढ़ाव बढ़ाने के लिए ट्विनिंग मुख्य तंत्र है। ह्वांग40 ने बताया कि पर्याप्त तन्यता प्रतिक्रिया के बावजूद TWIP स्टील्स की फॉर्मेबिलिटी खराब थी। हालाँकि, ऑस्टेनिटिक स्टील शीट की निर्माण क्षमता पर विरूपण ट्विनिंग के प्रभाव का पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है। मिश्रा एट अल. 41 ने विभिन्न तन्यता तनाव पथों के तहत ट्विनिंग का निरीक्षण करने के लिए ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स का अध्ययन किया। उन्होंने पाया कि जुड़वाँ बच्चे एनील्ड जुड़वाँ और जुड़वाँ की नई पीढ़ी दोनों के क्षय स्रोतों से उत्पन्न हो सकते हैं। यह देखा गया है कि सबसे बड़े जुड़वाँ बच्चे द्विअक्षीय तनाव के तहत बनते हैं। इसके अलावा, यह नोट किया गया कि ऑस्टेनाइट का \({\अल्फा}^{^{\प्राइम}}\)-मार्टेंसाइट में परिवर्तन तनाव पथ पर निर्भर करता है। हांग एट अल. 42 ने 316एल ऑस्टेनिटिक स्टील के चयनात्मक लेजर पिघलने में तापमान की एक सीमा पर हाइड्रोजन उत्सर्जन पर तनाव-प्रेरित ट्विनिंग और मार्टेंसाइट के प्रभाव की जांच की। यह देखा गया कि, तापमान के आधार पर, हाइड्रोजन विफलता का कारण बन सकता है या 316L स्टील की निर्माण क्षमता में सुधार कर सकता है। शेन एट अल. 43 ने प्रयोगात्मक रूप से विभिन्न लोडिंग दरों पर तन्य लोडिंग के तहत विरूपण मार्टेंसाइट की मात्रा को मापा। यह पाया गया कि तन्य तनाव में वृद्धि से मार्टेंसाइट अंश का आयतन अंश बढ़ जाता है।
समस्या की भौतिक और गणितीय नींव का सहारा लिए बिना जटिल समस्याओं के मॉडलिंग में उनकी बहुमुखी प्रतिभा के कारण विज्ञान और प्रौद्योगिकी में एआई विधियों का उपयोग किया जाता है44,45,46,47,48,49,50,51,52 एआई विधियों की संख्या बढ़ रही है . मोराडी एट अल. 44 ने महीन नैनोसिलिका कणों का उत्पादन करने के लिए रासायनिक स्थितियों को अनुकूलित करने के लिए मशीन लर्निंग तकनीकों का उपयोग किया। अन्य रासायनिक गुण भी नैनोस्केल सामग्रियों के गुणों को प्रभावित करते हैं, जिसकी जांच कई शोध लेखों53 में की गई है। सीई एट अल. 45 ने विभिन्न रोलिंग स्थितियों के तहत सादे कार्बन स्टील शीट धातु की निर्माण क्षमता की भविष्यवाणी करने के लिए एएनएफआईएस का उपयोग किया। कोल्ड रोलिंग के कारण हल्के स्टील में विस्थापन घनत्व काफी बढ़ गया है। सादा कार्बन स्टील्स अपने सख्त होने और पुनर्स्थापना तंत्र में ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स से भिन्न होते हैं। सरल कार्बन स्टील में, धातु माइक्रोस्ट्रक्चर में चरण परिवर्तन नहीं होते हैं। धातु चरण के अलावा, धातुओं की लचीलापन, फ्रैक्चर, मशीनेबिलिटी इत्यादि कई अन्य माइक्रोस्ट्रक्चरल विशेषताओं से भी प्रभावित होती हैं जो विभिन्न प्रकार के ताप उपचार, शीत कार्य और उम्र बढ़ने के दौरान होती हैं54,55,56,57,58,59 ,60. , 61, 62. हाल ही में, चेन एट अल। 63 ने 304L स्टील की निर्माण क्षमता पर कोल्ड रोलिंग के प्रभाव का अध्ययन किया। उन्होंने फॉर्मेबिलिटी की भविष्यवाणी करने के लिए तंत्रिका नेटवर्क को प्रशिक्षित करने के लिए केवल प्रयोगात्मक परीक्षणों में घटनात्मक टिप्पणियों को ध्यान में रखा। वास्तव में, ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स के मामले में, कई कारक मिलकर शीट के तन्य गुणों को कम करते हैं। लू एट अल.64 ने छेद विस्तार प्रक्रिया पर विभिन्न मापदंडों के प्रभाव का निरीक्षण करने के लिए एएनएफआईएस का उपयोग किया।
जैसा कि ऊपर समीक्षा में संक्षेप में चर्चा की गई है, आकार सीमा आरेख पर सूक्ष्म संरचना के प्रभाव पर साहित्य में बहुत कम ध्यान दिया गया है। दूसरी ओर, कई सूक्ष्म संरचनात्मक विशेषताओं को ध्यान में रखा जाना चाहिए। इसलिए, विश्लेषणात्मक तरीकों में सभी सूक्ष्म संरचनात्मक कारकों को शामिल करना लगभग असंभव है। इस लिहाज से आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस का इस्तेमाल फायदेमंद हो सकता है। इस संबंध में, यह अध्ययन स्टेनलेस स्टील शीट की निर्माण क्षमता पर सूक्ष्म संरचनात्मक कारकों के एक पहलू, अर्थात् तनाव-प्रेरित मार्टेंसाइट की उपस्थिति के प्रभाव की जांच करता है। यह अध्ययन फॉर्मेबिलिटी के संबंध में अन्य एआई अध्ययनों से अलग है, जिसमें केवल प्रयोगात्मक एफएलडी वक्रों के बजाय माइक्रोस्ट्रक्चरल सुविधाओं पर ध्यान केंद्रित किया गया है। हमने प्रयोगात्मक और कृत्रिम बुद्धिमत्ता विधियों का उपयोग करके विभिन्न मार्टेंसाइट सामग्री के साथ 316 स्टील की निर्माण क्षमता का मूल्यांकन करने की कोशिश की। पहले चरण में, 2 मिमी की प्रारंभिक मोटाई वाले 316 स्टील को एनील्ड किया गया और विभिन्न मोटाई में कोल्ड रोल किया गया। फिर, मेटलोग्राफिक नियंत्रण का उपयोग करके, मार्टेंसाइट के सापेक्ष क्षेत्र को मापा गया। स्ट्रेन लिमिट डायग्राम (एफएलडी) प्राप्त करने के लिए गोलार्ध विस्फोट परीक्षण का उपयोग करके रोल्ड शीट की फॉर्मैबिलिटी निर्धारित की गई थी। उनसे प्राप्त डेटा का उपयोग बाद में कृत्रिम न्यूरो-फ़ज़ी इंटरफेरेंस सिस्टम (ANFIS) को प्रशिक्षित करने और परीक्षण करने के लिए किया गया था। एएनएफआईएस प्रशिक्षण के बाद, तंत्रिका नेटवर्क भविष्यवाणियों की तुलना प्रयोगात्मक परिणामों के एक नए सेट से की जाती है।
वर्तमान अध्ययन में प्रयुक्त 316 ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील धातु शीट की रासायनिक संरचना तालिका 1 में दिखाई गई है और प्रारंभिक मोटाई 1.5 मिमी है। शीट में अवशिष्ट तनाव को दूर करने और एक समान माइक्रोस्ट्रक्चर प्राप्त करने के लिए 1 घंटे के लिए 1050 डिग्री सेल्सियस पर एनीलिंग और उसके बाद पानी का शमन किया जाता है।
ऑस्टेनिटिक स्टील्स की सूक्ष्म संरचना को कई इत्यादि का उपयोग करके प्रकट किया जा सकता है। सर्वोत्तम नक़्क़ाशी में से एक आसुत जल में 60% नाइट्रिक एसिड है, जिसे 120 एस38 के लिए 1 वीडीसी पर उकेरा गया है। हालाँकि, यह जादूगर केवल अनाज की सीमाएँ दिखाता है और दोहरे अनाज की सीमाओं की पहचान नहीं कर सकता है, जैसा कि चित्र 1 ए में दिखाया गया है। एक अन्य उदाहरण ग्लिसरॉल एसीटेट है, जिसमें जुड़वां सीमाओं को अच्छी तरह से देखा जा सकता है, लेकिन अनाज की सीमाएं नहीं हैं, जैसा कि चित्र 1 बी में दिखाया गया है। इसके अलावा, मेटास्टेबल ऑस्टेनिटिक चरण को \({\अल्फा }^{^{\प्राइम}}\) में बदलने के बाद ग्लिसरॉल एसीटेट वगैरह का उपयोग करके मार्टेंसाइट चरण का पता लगाया जा सकता है, जो वर्तमान अध्ययन में रुचि का है।
एनीलिंग के बाद धातु प्लेट 316 की सूक्ष्म संरचना, विभिन्न उत्कीर्णकों द्वारा दिखाई गई, (ए) 200x, 120 सेकंड के लिए 1.5 वी पर आसुत जल में 60% \({\mathrm{HNO}}_{3}\), और (बी) 200x , ग्लाइसेरिल एसीटेट।
रोलिंग के लिए एनील्ड शीटों को 11 सेमी चौड़ी और 1 मीटर लंबी शीटों में काटा गया। कोल्ड रोलिंग प्लांट में 140 मिमी व्यास वाले दो सममित रोल हैं। कोल्ड रोलिंग प्रक्रिया 316 स्टेनलेस स्टील में ऑस्टेनाइट को विरूपण मार्टेंसाइट में बदलने का कारण बनती है। विभिन्न मोटाई में कोल्ड रोलिंग के बाद मार्टेंसाइट चरण और ऑस्टेनाइट चरण के अनुपात की तलाश की जा रही है। अंजीर पर. 2 शीट धातु की सूक्ष्म संरचना का एक नमूना दिखाता है। अंजीर पर. 2ए एक रोल किए गए नमूने की मेटलोग्राफिक छवि दिखाता है, जैसा कि शीट की लंबवत दिशा से देखा जाता है। अंजीर पर. 2बी ImageJ65 सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके, मार्टेंसिटिक भाग को काले रंग में हाइलाइट किया गया है। इस ओपन सोर्स सॉफ़्टवेयर के टूल का उपयोग करके मार्टेंसाइट अंश के क्षेत्र को मापा जा सकता है। तालिका 2 मोटाई में विभिन्न कटौती के लिए रोलिंग के बाद मार्टेंसिटिक और ऑस्टेनिटिक चरणों के विस्तृत अंश दिखाती है।
मोटाई में 50% की कमी करने के लिए रोल करने के बाद 316 एल शीट की माइक्रोस्ट्रक्चर, शीट के विमान के लंबवत देखी गई, 200 गुना बढ़ाई गई, ग्लिसरॉल एसीटेट।
तालिका 2 में प्रस्तुत मान एक ही मेटलोग्राफिक नमूने पर विभिन्न स्थानों पर ली गई तीन तस्वीरों पर मापे गए मार्टेंसाइट अंशों के औसत से प्राप्त किए गए थे। इसके अलावा, अंजीर में. मार्टेंसाइट पर कोल्ड रोलिंग के प्रभाव को बेहतर ढंग से समझने के लिए 3 द्विघात फिटिंग वक्र दिखाता है। यह देखा जा सकता है कि कोल्ड रोल्ड स्थिति में मार्टेंसाइट के अनुपात और मोटाई में कमी के बीच लगभग एक रैखिक संबंध है। हालाँकि, एक द्विघात संबंध इस रिश्ते का बेहतर प्रतिनिधित्व कर सकता है।
प्रारंभ में एनील्ड 316 स्टील शीट की कोल्ड रोलिंग के दौरान मोटाई में कमी के कारण मार्टेंसाइट के अनुपात में बदलाव।
आकार देने की सीमा का मूल्यांकन गोलार्ध विस्फोट परीक्षण37,38,45,66 का उपयोग करके सामान्य प्रक्रिया के अनुसार किया गया था। कुल मिलाकर, प्रयोगात्मक नमूनों के एक सेट के रूप में चित्र 4ए में दिखाए गए आयामों के साथ लेजर कटिंग द्वारा छह नमूने तैयार किए गए थे। मार्टेंसाइट अंश की प्रत्येक अवस्था के लिए, परीक्षण नमूनों के तीन सेट तैयार किए गए और परीक्षण किए गए। अंजीर पर. 4बी कटे, पॉलिश किए गए और चिह्नित नमूने दिखाता है।
नाकाज़िमा मोल्डिंग नमूना आकार और कटिंग बोर्ड को सीमित करता है। (ए) आयाम, (बी) नमूनों को काटें और चिह्नित करें।
अर्धगोलाकार छिद्रण का परीक्षण 2 मिमी/सेकेंड की यात्रा गति के साथ हाइड्रोलिक प्रेस का उपयोग करके किया गया था। सीमा बनाने पर घर्षण के प्रभाव को कम करने के लिए पंच और शीट की संपर्क सतहों को अच्छी तरह से चिकनाई दी जाती है। तब तक परीक्षण जारी रखें जब तक कि नमूने में कोई महत्वपूर्ण संकुचन या टूटन दिखाई न दे। अंजीर पर. 5 डिवाइस में नष्ट किए गए नमूने और परीक्षण के बाद के नमूने को दर्शाता है।
आकार देने की सीमा एक अर्धगोलाकार विस्फोट परीक्षण, (ए) परीक्षण रिग, (बी) परीक्षण रिग में ब्रेक पर नमूना प्लेट, (सी) परीक्षण के बाद एक ही नमूना का उपयोग करके निर्धारित की गई थी।
Jang67 द्वारा विकसित न्यूरो-फ़ज़ी प्रणाली पत्ती निर्माण सीमा वक्र भविष्यवाणी के लिए एक उपयुक्त उपकरण है। इस प्रकार के कृत्रिम तंत्रिका नेटवर्क में अस्पष्ट विवरण वाले मापदंडों का प्रभाव शामिल होता है। इसका मतलब यह है कि वे अपने क्षेत्र में कोई भी वास्तविक मूल्य प्राप्त कर सकते हैं। इस प्रकार के मूल्यों को उनके मूल्य के अनुसार आगे वर्गीकृत किया गया है। प्रत्येक श्रेणी के अपने नियम हैं। उदाहरण के लिए, तापमान मान कोई भी वास्तविक संख्या हो सकता है, और इसके मान के आधार पर, तापमान को ठंडा, मध्यम, गर्म और गर्म के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। इस संबंध में, उदाहरण के लिए, कम तापमान के लिए नियम "जैकेट पहनें" है, और गर्म तापमान के लिए नियम "पर्याप्त टी-शर्ट" है। फ़ज़ी लॉजिक में ही, आउटपुट का मूल्यांकन सटीकता और विश्वसनीयता के लिए किया जाता है। फ़ज़ी लॉजिक के साथ तंत्रिका नेटवर्क सिस्टम का संयोजन सुनिश्चित करता है कि ANFIS विश्वसनीय परिणाम प्रदान करेगा।
Jang67 द्वारा प्रदान किया गया चित्र 6 एक सरल तंत्रिका फ़ज़ी नेटवर्क दिखाता है। जैसा कि दिखाया गया है, नेटवर्क दो इनपुट लेता है, हमारे अध्ययन में इनपुट माइक्रोस्ट्रक्चर में मार्टेंसाइट का अनुपात और मामूली तनाव का मूल्य है। विश्लेषण के पहले स्तर पर, फ़ज़ी नियमों और सदस्यता फ़ंक्शंस (FC) का उपयोग करके इनपुट मानों को फ़ज़ी किया जाता है:
\(i=1, 2\) के लिए, चूंकि इनपुट में विवरण की दो श्रेणियां मानी गई हैं। एमएफ कोई भी त्रिकोणीय, समलम्बाकार, गाऊसी या कोई अन्य आकार ले सकता है।
श्रेणियों \({A}_{i}\) और \({B}_{i}\) और स्तर 2 पर उनके एमएफ मूल्यों के आधार पर, कुछ नियम अपनाए जाते हैं, जैसा कि चित्र 7 में दिखाया गया है। परत, विभिन्न इनपुट के प्रभावों को किसी तरह संयोजित किया जाता है। यहां, निम्नलिखित नियमों का उपयोग मार्टेंसाइट अंश और मामूली तनाव मूल्यों के प्रभाव को संयोजित करने के लिए किया जाता है:
इस परत के आउटपुट \({w}_{i}\) को इग्निशन तीव्रता कहा जाता है। इन इग्निशन तीव्रताओं को निम्नलिखित संबंध के अनुसार परत 3 में सामान्यीकृत किया जाता है:
परत 4 में, इनपुट मापदंडों के प्रारंभिक मूल्यों के प्रभाव को ध्यान में रखने के लिए गणना में ताकागी और सुगेनो नियम67,68 शामिल हैं। इस परत में निम्नलिखित संबंध हैं:
परिणामी \({f}_{i}\) परतों में सामान्यीकृत मानों से प्रभावित होता है, जो अंतिम परिणाम देता है, मुख्य ताना मान:
जहां \(NR\) नियमों की संख्या को दर्शाता है। यहां तंत्रिका नेटवर्क की भूमिका अज्ञात नेटवर्क मापदंडों को सही करने के लिए अपने आंतरिक अनुकूलन एल्गोरिदम का उपयोग करना है। अज्ञात पैरामीटर परिणामी पैरामीटर हैं \(\left\{{p}_{i}, {q}_{i}, {r}_{i}\right\}\), और MF से संबंधित पैरामीटर इन्हें सामान्यीकृत विंड चाइम आकार फ़ंक्शन माना जाता है:
आकार सीमा आरेख रासायनिक संरचना से लेकर शीट धातु के विरूपण इतिहास तक कई मापदंडों पर निर्भर करते हैं। कुछ मापदंडों का मूल्यांकन करना आसान है, जिसमें तन्य परीक्षण पैरामीटर शामिल हैं, जबकि अन्य के लिए अधिक जटिल प्रक्रियाओं जैसे मेटलोग्राफी या अवशिष्ट तनाव निर्धारण की आवश्यकता होती है। ज्यादातर मामलों में, शीट के प्रत्येक बैच के लिए तनाव सीमा परीक्षण करने की सलाह दी जाती है। हालाँकि, कभी-कभी अन्य परीक्षण परिणामों का उपयोग आकार देने की सीमा का अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, कई अध्ययनों ने शीट फॉर्मेबिलिटी69,70,71,72 निर्धारित करने के लिए तन्य परीक्षण परिणामों का उपयोग किया है। अन्य अध्ययनों में उनके विश्लेषण में अधिक पैरामीटर शामिल थे, जैसे अनाज की मोटाई और आकार31,73,74,75,76,77। हालाँकि, सभी अनुमत मापदंडों को शामिल करना कम्प्यूटेशनल रूप से लाभप्रद नहीं है। इस प्रकार, इन मुद्दों45,63 को संबोधित करने के लिए एएनएफआईएस मॉडल का उपयोग एक उचित दृष्टिकोण हो सकता है।
इस पेपर में, 316 ऑस्टेनिटिक स्टील शीट के आकार देने की सीमा आरेख पर मार्टेंसाइट सामग्री के प्रभाव की जांच की गई थी। इस संबंध में प्रायोगिक परीक्षणों का उपयोग करके एक डेटा सेट तैयार किया गया था। विकसित प्रणाली में दो इनपुट चर हैं: मेटलोग्राफिक परीक्षणों में मापा गया मार्टेंसाइट का अनुपात और छोटे इंजीनियरिंग उपभेदों की सीमा। परिणाम स्वरूप सीमा वक्र का एक प्रमुख इंजीनियरिंग विरूपण है। मार्टेंसिटिक अंश तीन प्रकार के होते हैं: बारीक, मध्यम और उच्च अंश। कम का मतलब है कि मार्टेंसाइट का अनुपात 10% से कम है। मध्यम परिस्थितियों में, मार्टेंसाइट का अनुपात 10% से 20% तक होता है। मार्टेंसाइट के उच्च मूल्यों को 20% से अधिक का अंश माना जाता है। इसके अलावा, द्वितीयक स्ट्रेन में ऊर्ध्वाधर अक्ष के पास -5% और 5% के बीच तीन अलग-अलग श्रेणियां होती हैं, जिनका उपयोग FLD0 निर्धारित करने के लिए किया जाता है। सकारात्मक और नकारात्मक श्रेणियां अन्य दो श्रेणियां हैं।
गोलार्ध परीक्षण के परिणाम चित्र में दिखाए गए हैं। यह आंकड़ा सीमाओं के 6 आकार देने वाले आरेख दिखाता है, जिनमें से 5 व्यक्तिगत रोल्ड शीट के एफएलडी हैं। एक सुरक्षा बिंदु और इसकी ऊपरी सीमा वक्र को एक सीमा वक्र (एफएलसी) बनाते हुए दिया गया है। अंतिम आंकड़ा सभी एफएलसी की तुलना करता है। जैसा कि अंतिम आंकड़े से देखा जा सकता है, 316 ऑस्टेनिटिक स्टील में मार्टेंसाइट के अनुपात में वृद्धि से शीट धातु की फॉर्मेबिलिटी कम हो जाती है। दूसरी ओर, मार्टेंसाइट का अनुपात धीरे-धीरे बढ़ने से एफएलसी ऊर्ध्वाधर अक्ष के बारे में एक सममित वक्र में बदल जाता है। पिछले दो ग्राफ़ में, वक्र का दाहिना भाग बाईं ओर से थोड़ा अधिक है, जिसका अर्थ है कि द्विअक्षीय तनाव में निर्माणशीलता एकअक्षीय तनाव की तुलना में अधिक है। इसके अलावा, मार्टेंसाइट के बढ़ते अनुपात के साथ गर्दन काटने से पहले छोटे और बड़े दोनों इंजीनियरिंग तनाव कम हो जाते हैं।
316 एक सीमा वक्र बना रहा है। ऑस्टेनिटिक स्टील शीट की निर्माण क्षमता पर मार्टेंसाइट के अनुपात का प्रभाव। (सुरक्षा बिंदु एसएफ, गठन सीमा वक्र एफएलसी, मार्टेंसाइट एम)।
तंत्रिका नेटवर्क को 7.8, 18.3 और 28.7% के मार्टेंसाइट अंशों के साथ प्रयोगात्मक परिणामों के 60 सेटों पर प्रशिक्षित किया गया था। 15.4% मार्टेंसाइट का डेटा सेट सत्यापन प्रक्रिया के लिए और 25.6% परीक्षण प्रक्रिया के लिए आरक्षित किया गया था। 150 युगों के बाद त्रुटि लगभग 1.5% है। अंजीर पर. 9 प्रशिक्षण और परीक्षण के लिए प्रदान किए गए वास्तविक आउटपुट (\({\epsilon }_{1}\), बुनियादी इंजीनियरिंग कार्यभार) के बीच संबंध को दर्शाता है। जैसा कि आप देख सकते हैं, प्रशिक्षित एनएफएस शीट धातु भागों के लिए \({\epsilon} _{1}\) की संतोषजनक भविष्यवाणी करता है।
(ए) प्रशिक्षण प्रक्रिया के बाद अनुमानित और वास्तविक मूल्यों के बीच सहसंबंध, (बी) प्रशिक्षण और सत्यापन के दौरान एफएलसी पर मुख्य इंजीनियरिंग भार के लिए अनुमानित और वास्तविक मूल्यों के बीच त्रुटि।
प्रशिक्षण के दौरान किसी बिंदु पर, ANFIS नेटवर्क को अनिवार्य रूप से पुनर्चक्रित किया जाता है। इसे निर्धारित करने के लिए, एक समानांतर जांच की जाती है, जिसे "चेक" कहा जाता है। यदि सत्यापन त्रुटि मान प्रशिक्षण मान से भटक जाता है, तो नेटवर्क फिर से प्रशिक्षित होना शुरू हो जाता है। जैसा कि चित्र 9बी में दिखाया गया है, युग 150 से पहले, सीखने और सत्यापन वक्रों के बीच अंतर छोटा है, और वे लगभग एक ही वक्र का अनुसरण करते हैं। इस बिंदु पर, सत्यापन प्रक्रिया त्रुटि सीखने की अवस्था से विचलित होने लगती है, जो एएनएफआईएस ओवरफिटिंग का संकेत है। इस प्रकार, राउंड 150 के लिए ANFIS नेटवर्क 1.5% की त्रुटि के साथ संरक्षित है। फिर ANFIS के लिए FLC भविष्यवाणी पेश की गई है। अंजीर पर. 10 प्रशिक्षण और सत्यापन प्रक्रिया में उपयोग किए गए चयनित नमूनों के लिए अनुमानित और वास्तविक वक्र दिखाता है। चूंकि इन वक्रों के डेटा का उपयोग नेटवर्क को प्रशिक्षित करने के लिए किया गया था, इसलिए बहुत करीबी भविष्यवाणियों का निरीक्षण करना आश्चर्य की बात नहीं है।
विभिन्न मार्टेंसाइट सामग्री स्थितियों के तहत वास्तविक प्रयोगात्मक एफएलसी और एएनएफआईएस पूर्वानुमानित वक्र। इन वक्रों का उपयोग प्रशिक्षण प्रक्रिया में किया जाता है।
ANFIS मॉडल को नहीं पता कि अंतिम नमूने का क्या हुआ। इसलिए, हमने 25.6% के मार्टेंसाइट अंश के साथ नमूने प्रस्तुत करके एफएलसी के लिए हमारे प्रशिक्षित एएनएफआईएस का परीक्षण किया। अंजीर पर. 11 एएनएफआईएस एफएलसी भविष्यवाणी के साथ-साथ प्रयोगात्मक एफएलसी दिखाता है। अनुमानित मूल्य और प्रयोगात्मक मूल्य के बीच अधिकतम त्रुटि 6.2% है, जो प्रशिक्षण और सत्यापन के दौरान अनुमानित मूल्य से अधिक है। हालाँकि, यह त्रुटि अन्य अध्ययनों की तुलना में एक सहनीय त्रुटि है जो सैद्धांतिक रूप से एफएलसी की भविष्यवाणी करते हैं।
उद्योग में, फॉर्मैबिलिटी को प्रभावित करने वाले मापदंडों को जीभ के रूप में वर्णित किया जाता है। उदाहरण के लिए, "मोटे अनाज से फॉर्मेबिलिटी कम हो जाती है" या "ठंड में काम करने से एफएलसी कम हो जाता है"। पहले चरण में ANFIS नेटवर्क में इनपुट को निम्न, मध्यम और उच्च जैसी भाषाई श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया है। नेटवर्क पर विभिन्न श्रेणियों के लिए अलग-अलग नियम हैं। इसलिए, उद्योग में, इस प्रकार का नेटवर्क उनके भाषाई विवरण और विश्लेषण में कई कारकों को शामिल करने के संदर्भ में बहुत उपयोगी हो सकता है। इस कार्य में, हमने ANFIS की संभावनाओं का उपयोग करने के लिए ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स के माइक्रोस्ट्रक्चर की मुख्य विशेषताओं में से एक को ध्यान में रखने की कोशिश की। 316 के तनाव-प्रेरित मार्टेंसाइट की मात्रा इन आवेषणों के ठंडे कामकाज का प्रत्यक्ष परिणाम है। प्रयोग और एएनएफआईएस विश्लेषण के माध्यम से, यह पाया गया है कि इस प्रकार के ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील में मार्टेंसाइट का अनुपात बढ़ने से प्लेट 316 की एफएलसी में उल्लेखनीय कमी आती है, जिससे मार्टेंसाइट का अनुपात 7.8% से 28.7% तक बढ़ने से कम हो जाता है। FLD0 0.35 से. क्रमशः 0.1 तक. दूसरी ओर, प्रशिक्षित और मान्य एएनएफआईएस नेटवर्क 6.5% की अधिकतम त्रुटि के साथ 80% उपलब्ध प्रयोगात्मक डेटा का उपयोग करके एफएलसी की भविष्यवाणी कर सकता है, जो अन्य सैद्धांतिक प्रक्रियाओं और घटना संबंधी संबंधों की तुलना में त्रुटि का एक स्वीकार्य मार्जिन है।
वर्तमान अध्ययन में उपयोग किए गए और/या विश्लेषण किए गए डेटासेट उचित अनुरोध पर संबंधित लेखकों से उपलब्ध हैं।
इफ्तिखार, सीएमए, एट अल। आनुपातिक और गैर-आनुपातिक लोडिंग पथों के तहत एक्सट्रूडेड AZ31 मैग्नीशियम मिश्र धातु के बाद के उपज पथों का विकास "जैसा है": सीपीएफईएम प्रयोग और सिमुलेशन। आंतरिक जे. प्रास्ट. 151, 103216 (2022)।
इफ्तिखार, टीएसएमए एट अल। एनील्ड AA6061 मिश्र धातु के आनुपातिक और गैर-आनुपातिक लोडिंग पथों के साथ प्लास्टिक विरूपण के बाद बाद की उपज सतह का विकास: क्रिस्टल प्लास्टिसिटी के प्रयोग और परिमित तत्व मॉडलिंग। आंतरिक जे. प्लास्ट 143, 102956 (2021)।
माणिक, टी., होल्मेडल, बी. और हॉपरस्टेड, ओएस स्ट्रेस ट्रांसिएंट्स, वर्क हार्डनिंग, और एल्युमीनियम आर वैल्यूज़ स्ट्रेन पथ परिवर्तन के कारण। आंतरिक जे. प्रास्ट. 69, 1-20 (2015)।
मामुशी, एच. एट अल. सामान्य दबाव के प्रभाव को ध्यान में रखते हुए सीमित आकार देने वाले आरेख को निर्धारित करने के लिए एक नई प्रयोगात्मक विधि। आंतरिक जे. अल्मा मेटर. रूप। 15(1), 1 (2022)।
यांग ज़ेड एट अल. AA7075-T6 शीट मेटल के डक्टाइल फ्रैक्चर पैरामीटर्स और स्ट्रेन सीमाओं का प्रायोगिक अंशांकन। जे. अल्मा मेटर. प्रक्रिया। प्रौद्योगिकियाँ। 291, 117044 (2021)।
पेट्रिट्स, ए. एट अल. अल्ट्रा-लचीले फेरोइलेक्ट्रिक कन्वर्टर्स और कार्बनिक डायोड पर आधारित छिपे हुए ऊर्जा संचयन उपकरण और बायोमेडिकल सेंसर। राष्ट्रीय कम्यून. 12(1), 2399 (2021)।
बसाक, एस. और पांडा, एसके Yld 2000-2d उपज मॉडल का उपयोग करके ध्रुवीय प्रभावी प्लास्टिक विरूपण पथों में विभिन्न पूर्व-विकृत प्लेटों की गर्दन और फ्रैक्चर सीमाओं का विश्लेषण। जे. अल्मा मेटर. प्रक्रिया। प्रौद्योगिकियाँ। 267, 289-307 (2019)।
बसाक, एस. और पांडा, एसके फ्रैक्चर डिफॉर्मेशन्स इन अनिसोट्रोपिक शीट मेटल्स: प्रायोगिक मूल्यांकन और सैद्धांतिक भविष्यवाणियां। आंतरिक जे. मेचा. विज्ञान. 151, 356-374 (2019)।
जलेफ़र, एफ., हाशमी, आर. और होसेनीपुर, एसजे मोल्डिंग सीमा आरेख AA5083 पर तनाव प्रक्षेपवक्र को बदलने के प्रभाव का प्रायोगिक और सैद्धांतिक अध्ययन। आंतरिक जे. सलाहकार. निर्माता. प्रौद्योगिकियाँ। 76(5-8), 1343-1352 (2015)।
हबीबी, एम. एट अल. घर्षण हलचल वेल्डेड ब्लैंक के यांत्रिक गुणों, निर्माण क्षमता और सीमित आकार देने वाले आरेख का प्रायोगिक अध्ययन। जे. निर्माता. प्रक्रिया। 31, 310-323 (2018)।
हबीबी, एम., एट अल. झुकने के प्रभाव को ध्यान में रखते हुए, एमसी मॉडल को परिमित तत्व मॉडलिंग में शामिल करके सीमा आरेख बनाया जाता है। प्रक्रिया। फर संस्थान. परियोजना। एल 232(8), 625-636 (2018)।
पोस्ट करने का समय: जून-08-2023