پیش‌بینی عمر خستگی اتصالات جوشی حین بهره‌برداری وصله‌ای با استفاده از معیارهای خستگی چندمحوره

Abstract

پژوهش حاضر به بررسی تجربی و عددی عمر خستگی اتصالات جوشی وصله‌ای فولادی حین ‌بهره‌برداری پرداخته است. مجموعا سه نوع پانل با دستورالعمل جوشکاری مشابه اما خنک‌کاری متفاوت ساخته شد و سپس نمونه‌های بریده شده از پانل اصلی تحت آزمون‌های تجربی خستگی قرار گرفت. به منظور پیش‌بینی عمر خستگی نمونه‌ها، از یک رویکرد نوین مبتنی بر سختی‌سنجی پیوسته در مقطع جوشکاری استفاده شد. بدین‌منظور در گام نخست، از تصاویر ماکروگرافی و میکروسختی پیوسته مقاطع جوشکاری شده، جهت تعیین خواص مکانیکی و پارامترهای خستگی مناطق مختلف جوش و منطقه متاثر از حرارت استفاده شد. سپس مقادیر تنش و کرنش حاصل از تحلیل المان محدود با نرم‌افزار آباکوس، با بکارگیری سابروتین UVARM و کد‌نویسی مدل‌های خستگی چندمحوری، جهت تخمین عمر قطعات مورد استفاده قرار گرفت. در گام بعدی، نتایج حاصل از تخمین عمر عددی با معیارهای خستگی، با نتایج تجربی آزمون‌های خستگی مقایسه شد و خطای معیارهای مورد استفاده گزارش شد. نتایج آزمون‌های تجربی نشان داد که نمونه های خنک شده با آب سرعت 5/0 متر‌در‌ثانیه افزایش عمر و نمونه های خنک شده با آب سرعت 5/1 متر‌در‌ثانیه کاهش عمر در مقایسه با نمونه های خنک شده در هوا دارند. به منظور پیش‌بینی عمر خستگی، به ترتیب از معیارهای بروان-میلر-مارو و گلینکا استفاده شد و نتایج نشان داد که این دو معیار به ترتیب با حداکثر خطای‌میانگین 16/20 و 68/34 قابلیت پیش بینی عمر خستگی را دارند.