11747

11747

مدل سازي عددي و محاسبه تنش‌هاي پسماند حرارتي و مكانيكي ايجاد شده در فرايند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي لب به لب

كارشناسي ارشد

مكانيك - طراحي كاربردي

اسفندماه 1391

اسفندماه 1391

دكتر محمد حق پناهي - دكتر علي رضا گوهري اناركي

چكيده در اين تحقيق به بررسي و محاسبه تنش‌هاي پسماند حرارتي و مكانيك ايجاد شده در فرايند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي در آلومينيوم 7075 پرداخته شده است، در مدل سازي عددي توزيع دما و تنش پسماند حرارتي و مكانيكي به وسيله كد نويسي المان محدود با نرم افزار متلب از معادلات ترمو- الستو- ويسكو پلاستيك در چهارچوب اويلري براي يك صفحه 2 بعدي سوراخ دار با حركت سوراخ در راستاي جوش بكار رفته است. در روش تجربي، براي انجام آزمايش يك دستگاه خاص با قابليت اندازه گيري نيروي محوري، نيروي پيشروي و دما در حين آزمايش ساخته شده و از روش اولتراسونيك براي محاسبه تنش پسماند پس از فرايند استفاده شده است. در نهايت تأثير 5 عامل سرعت دوراني، سرعت پيشروي، اندازه شانه ابزار، نوع پين و ماده خنك ساز بر عوامل ذكر شده بررسي گرديده است. با توجه به حل عددي مسئله مشاهده مي‌شود كه دما در ناحيه پيشرونده بيشتر از ناحيه پسرونده است، حداكثر 7 درجه و حداقل 4 درجه سانتي‌گراد است. تنش‌هاي پسماند طولي و عرضي به صورت كششي و فشاري در ناحيه پسرونده بيشتر از ناحيه پيشرونده است. نتايج تجربي نشان مي‌دهد كه با افزايش سرعت دوراني از 588 به 1100 دور بر دقيقه به طور متوسط دماي قطعه كار 53/4 %، نيروي محوري 17/16% و نيروي 68/9% پيشروي افزايش مي‌يابند. با افزايش سرعت پيشروي از 15 به 60 ميلي‌متر بر دقيقه دما به طور متوسط 77/3 % كاهش، نيروي محوري 48/33% افزايش و نيروي پيشروي 55/82% افزايش مي‌يابد. مشاهده مي‌شود سرعت صوت در مواد با تنش پسماند رابطه خطي دارد. تنش‌هاي پسماند طولي حداكثر 33/31 % و حداقل 8/13% بيشتر از تنش‌هاي پسماند عرضي مي‌باشند. تنش‌هاي پسماند طولي و عرضي در ناحيه HAZ كششي و در بيرون آن فشاري است. خنك ساز آب سبب كاهش تنش‌هاي پسماند طولي و عرضي مي‌شود. واژه‌هاي كليدي: جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي، تنش‌هاي پسماند حرارتي و مكانيكي، المان محدود، دما، نيرو.