Yapay zeka tabanlı optimizasyon algoritmaları kullanılarak AZ91D magnezyum alaşımının yüzey pürüzlülüğünün hesaplanması için matematiksel bir ifadenin türetilmesi
Derivation of a mathematical expression for the calculation of surface roughness of AZ91D magnesium alloy using artificial intelligence-based optimization algorithms
Yazar: TAYFUN KÜTÜK
Danışman: PROF. DR. ALİ AKDAĞLI
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Magnezyum = Magnesium ; Magnezyum alaşımları = Magnesium alloys ; Modelleme = Modelling ; Optimizasyon = Optimization ; Optimizasyon modelleri = Optimization models ; Optimizasyon teknikleri = Optimization techniques ; Pürüzlülük = Roughness ; Yapay arı kolonisi algoritması = Artificial bee colony algorithm ; Yapay zeka = Artificial intelligence ; Yüzey pürüzlülüğü = Surface roughness

Özet:
Magnezyum ve alaşımları düşük yoğunluğu, yüksek mukavemet-ağırlık oranı, iyi işlenebilirlik gibi özellikleri sebebiyle üretim endüstrisi için önemli bir konstrüksiyon malzemesi olarak öne çıkmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı, AZ91D magnezyum alaşımının yüzey pürüzlülüğünü hesaplamak için yapay arı koloni algoritması ile basit ve yeni bir formül elde etmektir. Bu amaçla basit, hızlı, düşük maliyetli yüzey sonlandırma yöntemlerinden biri olan soğuk bilyeli dövme tekniği kullanılarak gerçekleştirilen; 18 deneyde, ana işlem parametreleri olan bilye kuvveti, ayna devri, paso ve ilerleme hızına bağlı olarak AZ91D magnezyum alaşımının yüzey pürüzlülüğü için yeni ve basit bir matematiksel ifade türetilmiştir. Bu ifade, AZ91D magnezyum alaşımının deneysel sonuçlarından doğa esinli, yapay arı koloni algoritması kullanılarak türetilmiştir. Elde edilen ifadede AZ91D magnezyum alaşımının yüzey pürüzlülüğü için ölçülen ve hesaplanan değerler arasındaki ortalama hata yüzdesi %1.77 olarak tespit edilmiştir. Önerilen yüzey pürüzlülüğü ifadesinde kullanılan işlem parametreleri arasındaki göreli önemi göstermek için, parametrik çalışmalar yapılmış ve makul sonuçlar elde edilmiştir. Sonuç olarak, üst düzey matematik bilgisine sahip olmayı gerektirmeksizin, basit, anlaşılabilir, pratik ve makine tasarımcıları tarafından kolaylıkla kullanılabilen AZ91D magnezyum alaşımının yüzey pürüzlülüğü için bir matematiksel ifade sunulmaktadır.

Abstract:
Because of the requirement for providing the minimum surface roughness, the methods related to determining the surface roughness have crucial importance in the manufacturing process. In this study, 18 experiments of AZ91D Magnesium alloy based on the ball burnishing technique which is one of the simple, rapid, cost-effective and superfinishing process methods are carried out with the use of main process parameters such as the burnishing force, burnishing speed, feed rate and number of passes. Then, a novel and simple closed-form expression for the surface roughness is empirically derived by using the experimental results regarding AZ91D magnesium alloy together with the artificial bee colony (ABC) algorithm. The average percentage error between the measured and calculated results of the surface roughness for the AZ91D magnesium alloy is found to be 1.77%. In order to indicate the relative importance among the process parameters utilized in the proposed surface roughness expression, several parametric studies are also performed and reasonable results are obtained. Consequently, a closed–form formula for the surface roughness of AZ91D magnesium alloy, which can readily be used by the machine designers without any background in sophisticated mathematical techniques, is introduced.