طراحی بهینه هندسه و تحلیل المان‌محدود تنش در اتصال جوشی رینگ تقویتی داخلی به مخزن استوانه‌ای از جنس آلومینیوم پر استحکام

Abstract

طراحی سازه‌های پرتابی هوایی نیازمند وزن کمینه و در نتیجه طراحی بهینه است. مخازن جدار نازک استوانه‌ای یکی از پر کاربردترین این سازه‌ها می‌باشند، که بهترین راه برای کاهش وزن این مخازن استفاده از رینگ‌های تقویتی است. در این پژوهش ابتدا بهینه‌سازی ابعاد رینگ تقویتی داخلی مخزن آلومینیومی تحت فشار، باهدف کمینه کردن وزن سازه به روش الگوریتم ژنتیک متصل به شبکه عصبی مورد مطالعه قرارگرفته است. در زمینه ایجاد اتصال بین تقویت‌کننده‌ها و مخزن، جوشکاری یکی از انعطاف‌پذیرترین روش‌ها است. اما دارای اثراتی همچون تنش‌های پسماند و اعوجاج بوده که می‌توانند باعث نقص در سازه ‌شوند. به همین منظور در قسمت دوم به‌منظور بررسی این اثرات از تحلیل المان‌محدود استفاده‌شده است. نتایج تحلیل نشان داد که رینگ تقویتی T شکل دارای بهترین جواب بوده که ابعاد بهینه آن تعیین و گزارش شده است. همچنین مشخص گردید که بزرگی تنش‌های پسماند در حد نصف تنش تسلیم فلز پایه بوده و در منطقه جوش، تنش پسماند محیطی کششی و تنش پسماند محوری در داخل مخزن کششی و در سطح خارجی فشاری می‌باشد. اثر خال‌جوش‌ها روی توزیع تنش به صورت قله‌های تنش نمایان شدند و اثر آن‌ها روی رینگ تقویتی و روی توزیع تنش محیطی بیشتر بود.