بهینه سازی پارامتر ترتیب جوشکاری همزمان در پروسه مونتاژ سازه گریالژ تخت با استفاده از مکانیک جوش محاسباتی

سازه های گریالژ فوالدی، اصلی ترین جز سازنده بدنه کشتی ها هستند که با اتصال شبکه ای متقاطع از تیرهای طولی و عرضی بر روی ورق بدنه ایجاد می شوند. پروسه مونتاژ این سازه عموما با استفاده از فرآیند های جوشکاری ذوبی انجام می شود. شکل گیری میدان های تغییرشکل حرارتی ناشی از فرآیند جوشکاری ذوبی در مواضع نزدیک به خط اتصال می تواند منجر به اعوجاج برون صفحه ای قابل توجه در ورق بدنه شود که این موضوع باعث کاهش شدید مقاومت به کمانش سازه در شرایط سرویس خواهد شد. هدف اصلی پژوهش کنونی، بررسی تاثیر اتخاذ تکنیک جوشکاری همزمان دو خط اتصال در کاهش خمش ورق بدنه و همچنین بهینه سازی پارامتر ترتیب جوشکاری همزمان است. در این راستا از مکانیک جوش محاسباتی به روش المان محدود، تئوری کرنش ذاتی و روش کرنش حرارتی معادل جهت بررسی عددی و پیش بینی میدان های کرنش در سازه استفاده شده است. با در نظر گرفتن سازه گریالژ متشکل از شانزده خط اتصال مجزا، هشت ترتیب جوشکاری مختلف طراحی و با استفاده از برنامه تجاری آباکوس شبیه سازی شده اند. نتایج نشان دهنده آن است که حداقل میزان اعوجاج برون صفحه ای در ورق بدنه زمانی قابل حصول است که در مرحله اول، ابتدا تیرهای طولی و عرضی به یکدیگر متصل شده و شبکه فریم به طور کامل مونتاژ شود. در مرحله دوم شبکه فریم با استفاده از خال جوش به ورق بدنه متصل شده و سپس خطوط اتصال بیرونی و نهایتا در مرحله سوم خطوط اتصال مرکزی در موقعیت های متقارن نسبت به یکدیگر به ورق بدنه جوشکاری شوند. در این حالت، مولفه برون صفحه ای میدان جابجایی در ورق بدنه دارای کمترین شدت و یکنواخت ترین توزیع ممکن خواهد بود.

کلیدواژه ها:

مکانیک جوش محاسباتی ، تئوری کرنش ذاتی ، روش کرنش حرارتی معادل ، بهینه سازی ترتیب جوشکاری همزمان ، سازه گریالژ بدنه کشتی