بررسی اثر پارامترهای موثر بر تنش های پسماند ناشی از جوش محیطی استوانه های جدارنازک از جنس آلیاژ آلومینیوم سری 5000

Abstract

در این پژوهش، تنش های پسماند ناشی از جوشکاری محیطی دو استوانه جدارنازک از جنس آلیاژ آلومینیوم سری 5000 با استفاده از مدلسازی المان محدود بررسی شده است. مدلسازی به صورت سه بعدی و در نرم افزار آباکوس از طریق تحلیل غیرکوپل حرارتی-مکانیکی انجام گرفته است. خواص موادی حرارتی و مکانیکی به صورت وابسته به دما تعریف شده است. تنش های پسماند توسط روش کرنش سنجی سوراخ اندازه گیری گردیده است. نتایج حاصل از این اندازه گیری ها جهت اعتبارسنجی مدل المان محدود به کار رفته است. با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی، اثر عوامل مختلف هندسی، متغیرهای فرایند و خواص مکانیکی فلز پایه بر روی بیشینه تنش های پسماند محیطی و محوری بررسی شده است. باتوجه به تعداد عوامل مورد بررسی، آرایه L12 تاگوچی به کار رفته است. اثر هر یک از عوامل در دو سطح و با انجام 12 آزمایش مطالعه گردیده است. نتایج تحلیل آماری نشان داده است که در محدوده مورد بررسی، افزایش قطر خارجی، ضخامت، نرخ انرژی ورودی و استحکام تسلیم باعث افزایش بیشینه تنش های پسماند محوری و محیطی می گردد. با این وجود، افزایش تعداد تکه های جوشکاری و تداخل اثر بین قطر خارجی و نرخ انرژی ورودی اثری کاهنده بر روی بیشنه تنش پسماند محیطی دارند. همچنین، استحکام تسلیم ماده تاثیرگذارترین عامل بر روی بیشینه تنش پسماند محوری و محیطی می باشد.