使用基于田口法的VIKOR方法对平面流熔融纺丝参数进行多响应优化

《Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering》：Multiresponse optimization of planar flow melt spinning parameters using the Taguchi-based VIKOR method

　　

摘要

本研究致力于优化平面流熔融旋压工艺参数，以采用基于田口方法的VIKOR（VlseKriterijumska Optimizacija I Kompromisno Rezenje）技术制备非晶态Fe-Si-B-Nb-Cu合金带材。通过L₁₆正交设计，研究了轮速、喷嘴与轮子之间的间隙、喷射压力和熔融温度对带材表面光洁度和厚度均匀性的影响。首先应用田口方法确定每个响应的最佳条件，然后利用VIKOR方法考虑工艺变量之间的交互作用进行多响应优化。使用等权重和基于熵的加权方法进行的对比分析一致地识别出相同的最佳参数组合（方案A2）。这两个度量指标（${\epsilon }_i=0$（效用指标）和${\beta }_i=0$（遗憾度量指标）以及最低的VIKOR指数，证明了该优化框架的稳健性和可靠性。进一步使用MOORA（基于比率分析的多目标优化）方法验证了所提方法的准确性，该方法在不同权重条件下显示出一致的排序结果。最佳参数确定为：轮速为25 $\mathrm{m}/\mathrm{s}$，喷嘴与轮子之间的间隙为0.3 $\mathrm{mm}$，喷射压力为14 $\mathrm{kPa}$，温度为1475 K。在这些条件下的实验验证表明，制备出的带材厚度均匀，范围为47至49 $\mu \mathrm{m}$，表面粗糙度为1.72至1.81 $\mu \mathrm{m}$，并且具有完整的非晶结构。结果表明，所开发的方法有效提高了工艺控制能力，实现了薄、光滑且磁稳定性高的非晶带材的高效生产。

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