کاربرد روش تصمیم‌گیری چندمعیاره برای انتخاب مواد سبک وزن در ساخت وسایل نقلیه ریلی

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسنده

استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران

چکیده

انتخاب جنس مناسب در ساخت وسایل نقلیه ریلی سبک وزن با توجه به مواد مهندسی موجود امری پیچیده و حائز اهمیت می باشد. در این مقاله با استفاده از تکنیک تصمیم گیری با معیارهای چندگانه، جنس مناسب برای ساخت واگن های قطار انتخاب شده است. شش ماده مهندسی شامل فولاد DP600، فولاد TRIP700، فولاد TWIP، آلومینیوم 6005-T6، آلومینیوم 6082-T6 و آلومینیوم متخلخل با سلول بسته به عنوان گزینه های مهندسی در نظر گرفته شدند. همچنین چگالی، استحکام تسلیم، استحکام کششی نهایی، نسبت استحکام تسلیم به استحکام کششی نهایی، مدول یانگ، هزینه و مقاومت به خوردگی به عنوان معیارهای انتخاب مواد در نظر گرفته شدند. برای انتخاب بهترین ماده با توجه به معیارهای مذکور، از روش تصمیم گیری چندمعیاره MOORA استفاده شد. با وزن دهی معیارها و انجام تحلیل، مشخص شد که فولاد TWIP و آلومینیوم 6082-T6 به عنوان بهترین گزینه ها و همچنین فوم آلومینیوم و فولاد DP600 به عنوان بدترین گزینه ها انتخاب شدند. فولاد TWIP که دارای بیشترین استحکام تسلیم و استحکام کششی نهایی در بین تمام گزینه ها می باشد در مجموع و با در نظر گرفتن همزمان همه معیارها به عنوان بهترین ماده انتخاب شد. به علاوه آلومینیوم 6082-T6 با توجه به نسبت استحکام تسلیم به استحکام کششی نهایی بالا (88/0) و نیز چگالی کمتر و مقاومت به خوردگی بیشتر نسبت به مواد فولادی به عنوان دومین گزینه مناسب انتخاب شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Fakhari M, Salehi M (2021) Health Condition Monitoring of railway wheels through vibration analysis using the moving RMS. J. Solid Fluid Mech. 11(4):85-92.
[2] Ezoji R, Talaee MR (2019) Aerodynamic analysis and modeling of effect of nose shape parameters on overturn of high speed train under crosswind. J. Solid Fluid Mech. 9(3):155-176.
[3] Sarafrazi V, Talaee M (2016) Analysis and modeling of aerodynamic pressure wave due to high-speed trains passage. J. Solid Fluid Mech. 6(3):65-78.
[4] Sun Y, Anwar M, Hassan NM, Spiryagin M, Cole C (2021) A review of hydrogen technologies and engineering solutions for railway vehicle design and operations. Rail Eng Sci 29:212-232.
[5] Raza SA, Shah N, Sharif A (2019) Time frequency relationship between energy consumption, economic growth and environmental degradation in the United States: Evidence from transportation sector. Energy 173:706-720.
[6] Zhang D, Tang YY, Peng QY (2023) A novel approach for decreasing driving energy consumption during coasting and cruise for the railway vehicle. Energy 263:125615.
[7] Jagadeesh P, Puttegowda M, Oladijo OP, Lai CW, Gorbatyuk S, Matykiewicz D, Rangappa SM, Siengchin S (2022) A comprehensive review on polymer composites in railway applications. Poly Comp 43(3):1238-1251.
[8] Ulianov C, Önder A, Peng Q (2018) Analysis and selection of materials for the design of lightweight railway vehicles. IOP Confe Series: Mat Sci Eng 292(1): 012072.
[9] Im JM, Shin KB (2019) Technology of Light Weight Railway Vehicle using Composite Materials. Int J Rail 12(2):23-27.
[10] Sivamaran V, Azaruddin S (2021) A Short Review on Applications of Aluminium Composites: Automotive, Aerospace and aircraft, Rail transport, and Marine transport industry. J Prod Ind Eng 2(2):36-42.
[11] Sivamaran V, Azaruddin S (2021) A Short Review on Applications of Aluminium Composites: Automotive, Aerospace and aircraft, Rail transport, and Marine transport industry. J Pro Ind Eng 2(2):36-42.
[12] Shi T, Wang C, Mi G, Yan F (2019) A study of microstructure and mechanical properties of aluminum alloy using laser cleaning. J Manuf Proc :42:60-66.
[13] Parveez B, Jamal NA, Maleque A, Yusof F, Jamadon NH, Adzila S (2021) Review on advances in porous Al composites and the possible way forward. J Mat Res Tech 14:2017-2038.
[14] Sharma V, Zivic F, Adamovic D, Ljusic P, Kotorcevic N, Slavkovic V, Grujovic N (2022) Multi-Criteria Decision Making Methods for Selection of Lightweight Material for Railway Vehicles. Mater 16(1):368.
[15] Lohakare P, Bewoor A, Kumar R, Said NM, Sharifpur M (2022) Benchmark using multi criteria decision making (MCDM) technique to optimally select piston material. Eng Ana Bound Elem 142:52-60.
[16] Emovon I, Oghenenyerovwho OS (2020) Application of MCDM method in material selection for optimal design: A review. Res Mat 7:100115.
[17] Patnaik PK, Swain PT, Mishra SK, Purohit A, Biswas S (2020) Composite material selection for structural applications based on AHP-MOORA approach. Mat Tod: Proc 33:5659-5663.
[18] Dev S, Aherwar A, Patnaik A (2020) Material selection for automotive piston component using entropy-VIKOR method. Silicon 12:155-169.
[19] Zeng YP, Lin CL, Dai HM, Lin YC, Hung JC (2021) Multi-performance optimization in electrical discharge machining of Al2O3 ceramics using Taguchi base AHP weighted TOPSIS method. Proc 9(9):1647.
[20] Wu HW, Li EQ, Sun YY, Dong BT (2021) Research on the operation safety evaluation of urban rail stations based on the improved TOPSIS method and entropy weight method. J Rail Trans Plan Manag 20:100262.
[21] Tuş A, Aytaç Adalı E (2019) The new combination with CRITIC and WASPAS methods for the time and attendance software selection problem. Opsearch 56:528-538.
[22] Sarwar M, Akram M, Liu P (2021) An integrated rough ELECTRE II approach for risk evaluation and effects analysis in automatic manufacturing process. Artif Intell Rev 54(6):4449-4481.
[23] Gul M, Celik E, Gumus AT, Guneri AF (2018) A fuzzy logic based PROMETHEE method for material selection problems. Beni-Suef Univ J Bas App Sci 7(1):68-79.
[24] Sasanka CT, Ravindra K (2015) Implementation of VIKOR method for selection of magnesium alloy to suit automotive applications. International J Adv Sci Tech 83(5):49-58.
[25] Moradian M, Modanloo V, Aghaiee S (2019) Comparative analysis of multi criteria decision making techniques for material selection of brake booster valve body. J Traff Transp Eng (English Edition) 6(5):526-534.
[26] Akhoundi B, Modanloo V (2023) A multi-criteria decision-making analysis on the extrusion-based additive manufacturing of ABS/Cu composites. Int J Inter Des Manuf (IJIDeM) 3:1-9.
[27] Khorshidi M, Erkayman B, Albayrak Ö, Kılıç R, Demir Hİ (2022) Solar power plant location selection using integrated fuzzy DEMATEL and fuzzy MOORA method. Int J Amb Energy 43(1):7400-7409.
[28] Modanloo V, Doniavi A, Hasanzadeh R (2016) Application of multi criteria decision making methods to select sheet hydroforming process parameters. Dec Sci Let 5(3):349-360.
 
[29] Modanloo V, Alimirzaloo V, Elyasi M (2019) Multi-objective optimization of the stamping of titanium bipolar plates for fuel cell. ADMT J 12(4):1-8.
[30] Emovon I, Okpako OS, Edjokpa E (2021) Application of fuzzy MOORA method in the design and fabrication of an automated hammering machine. Wor J Eng 18(1):37-49.
[31] Karande P, Chakraborty S (2012) Application of multi-objective optimization on the basis of ratio analysis (MOORA) method for materials selection. Mater & Des 37:317-324.
[32] Ceballos B, Lamata MT, Pelta DA (2016) A comparative analysis of multi-criteria decision-making methods. Prog Artif Intell 5:315-322.