استفاده از الگوریتم بهینه سازی در شبیه سازی فرایند تف جوشی پلاسمای جرقه ای نمونه کامپوزیتی Si3N4-SiO2

در فرایند تف جوشی پلاسمای جرقه ای، اعمال هم زمان فشار مکانیکی و بار الکتریکی روی نمونه پودری، موجب حصول نمونه ای با چگالی نزدیک به مقدار نظری می شود. در این پژوهش به شبیه سازی اجزای محدود کوپل الکتریکی- حرارتی- مکانیکی سیستم تف جوشی پلاسمای جرقه ای و استفاده از الگوریتم بهینه سازی چند هدفه برای بهینه سازی متغیر های قالب، پرداخته شده است. شبیه سازی صورت گرفته برای نمونه کامپوزیتی Si3N4-SiO2 با نسبت مولی 1:1 مطابقت خوبی با آزمون های تجربی داشت. به کمک الگوریتم ژنتیک چند هدفه، بهینه سازی ابعاد قالب به منظور حداکثر نمودن دمای مرکز نمونه و حداقل کردن «تنش فون میسز» در قالب صورت گرفت. نتایج نشان می دهد پس از بهینه سازی ابعاد قالب، دمای مرکز نمونه حدود 8 درصد افزایش و اختلاف دمای مرکز نمونه و سطح قالب در حدود 18 درصد کاهش یافت. این موضوع موجب یکنواختی بهتر در توزیع تخلخل نمونه نهایی گردید.