بررسی تنش های پسماند در ناحیه تحت تاثیر حرارت اتصال جوشی به روش اجزاء محدود در اتصالات تیر به ستون گیردار

در اتصالات جوشی تنش های پسماند پس از چرخه گرمایش و سرمایش جوشکاری در نواحی اطراف حوضچه مذاب و مناطقی که تحت تاثیر حرارت جوشکاری قرار دارند ظاهر می شوند و باعث کاهش یکپارچگی خواص مکانیکی فلز می شوند که می تواند به عنوان یک عامل در کاهش کارایی و خدمت پذیری قطعات ساخته شده، موثر باشد. در عمل، شناسایی و بررسی این تنش ها فرآیندی دشوار و پرهزینه ای است. برای حل این مشکل می توان از روش های عددی مانند روش اجزاء محدود برای شناسایی و بررسی تنش ها و تغییر شکل های ناخواسته جوشکاری استفاده کرد. در این پژوهش با توجه به اهمیت تنش های پسماند در اتصالات ساختمانی، با استفاده از نرم افزار ABAQUS به بررسی و تحلیل عددی آن ها در یک اتصال جوشی پرداخته شده است. به این منظور، ابتدا برای منبع حرارتی مدل دوبیضی گون گلداک در نظر گرفته شده است و برای اطمینان از درستی روش تحلیل به کمک این شیوه، نتایج این مدل با نتایج یکی از تحقیقات پیشین مورد مقایسه قرار گرفته است و سپس، اثر شار حرارتی به کمک زیربرنامه DFLUX در محیط برنامه نویسی فرترن بر مدل اصلی اعمال گردیده است. پس از به دست آوردن تاریخچه دمایی تمامی گره های تحلیل حرارتی، از آن ها به عنوان شرایط اولیه تحلیل مکانیکی برای شناسایی تنش های پسماند در قطعه استفاده شده است. نتایج حاصل از تحلیل مکانیکی نشاندهنده مقادیر بزرگی از تنش­های پسماند در محل اتصالات بوده که مقدار این تنش ها در برخی از نواحی جوش و اطراف آن با تنش تسلیم فلز برابر بود. بررسی ها نشان می­دهد که  در اثر جوشکاری در اطراف اتصال، فلز مبنا به ناحیه پلاستیک وارد شده است و وجود تغییر شکل های باقیمانده پس از سرد شدن ناحیه جوشکاری در این منطقه گواه این ادعا می باشد.

کلیدواژه ها:

Welded joints ، Residual stresses ، Plastic deformations ، Finite element modeling ، اتصالات جوشی ، تنش های پسماند ، تغییرشکل پلاستیک ، مدل سازی اجزای محدود