بررسی توزیع دما و تنش های پسماند در فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیوم AA5083 با استفاده از تحلیل اجزای محدود

در مقاله حاضر، به تحلیل عددی فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیوم 5083AA با استفاده از نرم افزار اجزای محدود اباکوس پرداخته شده است. در این تحلیل عددی، به پیش بینی و بررسی نحوه توزیع دما که متاثر از فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (شار حرارتی ناشی از این فرایند) بوده و همچنین تنش پسماند بعد از خنک شدن قطعه کار، پرداخته شده است. در فرایند بررسی شده، قطعه کار به صورت دو ورق همجنس فرض شده که با استفاده از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به یکدیگر متصل می شوند. لازم به ذکر است که به دلیل صرفه جویی در زمان محاسبات، تنها نیمی از قطعه کار مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا شار حرارتی سطحی ناشی از سرعت دورانی ابزار محاسبه گردیده و به قطعه کار اعمال شد. لازم به ذکر است که توزیع دما در سرعت های دورانی مختلف ابزار (شارحرارتی سطحی متفاوت) بررسی شده است. شار حرارتی سطحی اعمال شده به قطعه کار، به صورت منبع حرارتی متحرک در راستای خط جوش شبیه سازی شده است. در ادامه متغیر ( فاکتور) NT11 (توزیع دما) در سرعت های دورانی مختلف ابزار و در زمان های متفاوت استخراج گردید و در قالب نمودارهایی ارایه گردید. در انتها با پیش فرض قرار دادن تحلیل انتقال حرارت، به بررسی تنش های پسماند طولی و عرضی بعد از خنک شدن قطعه کار، پرداخته شد. نتایج حاکی از ان است که با افزایش سرعت دورانی، حداکثر مقادیر توزیع دما افزایش یافته است و به طور کلی می توان گفت که با افزایش سرعت دورانی ابزار، حداکثر دمای جوش افزایش پیدا می کند. همچنین بررسی مقادیر تنش های پسماند طولی و عرضی در سرعت های دورانی مختلف، نشان دهنده ترکیب آنها از تنش های کششی و فشاری بوده و قابل توجه است که در مقادیر تنش های پسماند وابستگی به سرعت دورانی مشاهده نشده است. همچنین نتایج بدست آمده از پژوهش حاضر با نتایج مقاله مرجع مقایسه شده و همخوانی مناسبی میان آنها مشاهده گردید.

کلیدواژه ها:

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ، تحلیل اجزای محدود ، توزیع دما ، تنش پسماند