19541

۱۹۵۴۱

بررسي تجربي اثر فرآيند پرسكاري شياري بر روي استحكام اتصال لبه اي ورق آلومينيوم و شبيه سازي فرآيند

كارشناسي ارشد

سازه و بدنه خودرو

۱۳۹۷

۱۳۹۷/۰۶/۳۱

دكتر حامد سعيدي گوگرچين

خودرو

چكيده امروزه طراحان خودرو و خودروسازان به دنبال استفاده از موادي هستند كه جايگزين مناسبي براي مواد سنگين همانند فولادها باشد. استفاده از آلومينيوم به عنوان فلزي جايگزين يكي از گزينههاي مناسب جهت برآوردن اين موضوع ميباشد. يكي از راهكارهاي موجود براي افزايش استحكام مواد، اعمال تغيير شكل پلاستيك شديد بر روي آنهاست. مشاهده شده است كه اعمال روشهاي تغيير شكل پلاستيك شديد بر روي مواد به عنوان ابزاري جالب توجه براي افزايش استحكام مواد به صورت تودهاي بدون ايجاد عيوب ساختاري، تخلخل و ناخالصي بسيار مناسب است. جوش مقاومتي يك فرآيند جوشكاري ذوبي ميباشد كه براي رسيدن به آن به فشار و حرارت مناسب نياز است. ساده ترين فرم اين فرآيند، جوش نقطهاي ميباشد كه توسط نگه داشتن دو يا چند ورق كه روي هم قرار دارند و ميان دو الكترود گذاشته ميشوند فراهم ميشود. جوش نقطهاي به طور ويژه در ابعاد گستردهاي در صنعت خودرو سازي و همچنين در صنعت هوافضا براي ساخت چارچوبهاي تجهيزات پرنده به كار ميرود. در اين تحقيق ابتدا ورقهاي آلومينيوم 1040پس از تهيه طبق ابعاد مورد نياز تحت فرآيند آنيل قرار ميگيرند. ابعاد ورق، مطابق شبيهسازي كامپيوتري فرآيند پرسكاري شياري محدود شده و بر اساس حداقل ابعاد مورد نياز براي تهيهي نمونهها براي اجراي تستهاي استاندارد انتخاب شدند. سپس پس از اجراي امكان سنجي، قالبهاي فرآيند پرسكاري شياري محدود شده تهيه شده و فرآيند آن بر نمونههاي آلومينيومي اعمال ميشود. نشان داده شد كه استحكام نمونهها در اثر اين روش تا حدود 30درصد زياد ميشود. حداكثر تعداد پاس اعمال شده چهار پاس ميباشد كه بعد از آن و در پاس پنجم پارگي ورق رخ ميدهد. نتايج شبيه سازي المان محدود فرآيند پرسكاري توزيع يكنواخت كرنش در سطح قطعه و مقدار متوسط آن را پس از اعمال فرآيند نشان ميدهد. پس از اجراي ماشينكاري نمونهها و آماده سازي سطح، نمونهها تحت فرآيند جوش نقطهاي قرار ميگيرند. اجراي فرآيند جوشكاري در پنج جريان مختلف انجام ميشود. مشاهده شد كه اجراي فرآيند پرسكاري استحكام نمونههاي جوش را به مقدار حدود 40درصد بالا ميبرد. همچنين نشان داده شد كه با افزايش تعداد پاس پرسكاري و همچنين با افزايش جريان جوشكاري رفتار مكانيكي اتصال جوش بهبود مييابد. اندازه گيري ميزان ميكروسختي نواحي جوش نشان داد كه اعمال پديده جوش بر قطعه، نوعي عمليات حرارتي آنيل را در قسمت جوش بر روي قطعه اعمال ميكند. واژههاي كليدي: آلومينيوم خالص، پرسكاري شياري محدود شده، جوش نقطهاي

1397/07/29

Experimental study of effect of constrained groove pressing process on aluminum single lap joint’s strength and the simulation of process

9/21/2019 12:00:00 AM

Abstract: Nowadays automotive designers and manufacturers are trying to replace heavy materials like steels. Using the aluminum is a good choice to achieve this goal. One of the existing methods to increase the strength of materials is to impose severe plastic deformation on them. It’s proved that the severe plastic deformation processes as an interesting tools can increase the strength of bulk materials efficiently without any defects, prosity and impurities. Resistance welding is a kind of fusion welding that needs pressure and heat to happen. The simplest form of this process is spot welding that implemented by keeping two or more sheets on each other between two electrodes. Spot welding broadly applied in automotive and aerospace industries to manufacture the frame of equipment. In this study the 1040 aluminum sheets after cutting according to the specified diemensions were annealed. Diemensions were provided by simulation of constrained groove pressing process and minimum required size according to the standards. After that, according to the feasibility study, the dies of CGP methed were manufactured and the aluminum specimens provided according the die size. It has been shown that the strength of specimens increased about 30 percent. The maximum pass is four and the failure of specimens happened at pass five. The results of finite element simulation showed a uniform effective strain and its value after CGP process. After machining, the welding process accomplished for five different currents. It has been observed that the CGP method can increase the strength of welding specimens about 40 percent, it has also shown that the increment of pass number and the increment of welding current can improve the mechanical behavior of the joint. The measuring of microhardness of welding zone shown that the welding process can impose a kind of annealing process on welding zone for specimens. Keywords: Pure Aluminum, Constrained Groove Pressing, Resistanse Spot Welding