شبیه سازی المان محدود فرآیند جوشکاری جهت پیش بینی اعوجاج جوش

جوشکاری در صنعت کشتی سازی و سکوهای دریایی که سیستم مهندسی پیچیده و گسترده ای دارند از اهمیت فوق العاده مهمی برخودار است. اعوجاج ناشی از جوشکاری اغلب مشکلاتی در زمینه انطباق ابعادی در حین مونتاژ و به دنبال آن افزایش هزینه ساخت را به وجود می آورد. روش های پیشنهادی برای اصلاح و یا حذف اعوجاج، توسط روشهای اندازه گیری تجربی،که اغلب پر هزینه و زمان بر است. به همین دلیل، شبیه سازی کامپیوتری فرآیند جوشکاری، جهت پیش بینی اعوجاج سازه های جوشکاری شده قبل از شروع پروسه ساخت از اهمیت زیادی برخوردار است که تا امروز با دقت قابل قبولی با روش های حل عددی مانند روش المان محدود صورت گرفته است. هدف مقاله حاضر، توسعه ماهیت غیر خطی، تحلیل المان محدود مدل ها جهت پیش بینی اعوجاج ناشی از جوشکاری در ورق های جدار نازک است. به منظور پیش بینی دقیق اعوجاج جوشکاری، این ماهیت غیر خطی باید با دقت زیادی مورد توجه قرا گیرد. پس به دلیل ماهیت غیر خطی اعوجاج، استفاده از روش المان محدود حرارتی الاستیک-پلاستیک، احتیاج به حافظه ی رایانه و زمان بسیار زیادی دارد. استفاده از تحلیل المان محدود الاستیک بر اساس روش تغییر شکل ذاتی می تواند روش جایگزین مناسبی بوده و منجر به کاهش زمان محاسبات گردد. در این پژوهش، یک مدل حرارتی سه بعدی را به کمک نرم افزار المان محدود آباکوس ایجاد کرده و مورد بررسی قرار گرفته است. بنابراین یک روش محاسباتی دو مرحله ای جهت پیش بینی اعوجاج های ناشی از جوشکاری شبیه سازی شده است. در مرحله اول، استفاده از روش المان محدود حرارتی الاستیک-پلاستیک برای بدست آوردن تغییر شکل ذاتی برای نمونه است. در مرحله دوم، استفاده از تحلیل المان محدود الاستیک که مقادیر تغییرشکل های ناشی از جوشکاری ورق جدار نازک محاسبه گردید. به منظور صحه گذاری نتایج حاصل از شبیه سازی سه بعدی با نتایج بدست آمده از نمونه تجربی مقایسه شده است. همچنین نتایج شبیه سازی نشان می دهدکه مقایسه تحلیل المان محدود الاستیک با آنچه که توسط روش المان محدود حرارتی الاستیک-پلاستیک پیش بینی شده را تایید می کند. بنابراین، روش کرنش ذاتی یک جایگزین امیدوار کننده برای پیش بینی تغییر شکل جوشکاری برای سازه های جوشکاری شده ورق های جدار نازک است.

کلیدواژه ها:

تحلیل المان محدود ، اعوجاج ناشی از جوشکاری ، کرنش ذاتی