آناليز تغيير شكل‌هاي پلاستيك بزرگ براساس روش تركيبي گالركين بدون المان- المان طبيعي

The Effect of Under Water Friction Stir Welding (UFSW) Variables on Microstructure and Mechanical Properties of 4343- Al alloy Weld

گالركين بدون المان(EFG) و المان طبيعي(NEM) از روش‌هاي شناخته شده در زمينه‌ي مكانيك محاسباتي و جزو روش‌هاي بدون المان مي‌باشند. در اين پژوهش، از روش تركيبي گالركين بدون المان- المان طبيعي به منظور شبيه سازي تغيير شكل‌هاي پلاستيك بزرگِ ايجاد شده در آزمون كشش و فرآيند اكستروژن مستقيم استفاده شده است. در روش تركيبي گالركين بدون المان- المان طبيعي، توابع شكل به دست آمده از روش المان طبيعي به‌عنوان توابع وزن در روش گالركين بدون المان مورد استفاده قرار مي‌گيرند كه سبب ايجاد ويژگي دلتاي كرانيكر در توابع شكل مي‌گردد. روش گالركين بدون المان در حالت معمولي داراي ويژگي دلتاي كرانيكر در توابع شكل نمي‌باشد و به منظور اعمال شرايط مرزي اساسي نياز به استفاده از روش‌هاي ويژه مي‌باشد. موارد بررسي شده شامل شبيه سازي آزمون كشش در حالت تقارن محوري و فرآيند اكستروژن مستقيم مقاطع دايره‌اي با استفاده از شمش اوليه با سطح مقطع گرد مي‌باشد. در فرآيند اكستروژن مستقيم، اندازه‌ي فروروي پانچ به مقادير كوچك‌تر تقسيم شده و در پايان هر مرحله، مجموعه‌اي از گره‌ها فعال مي‌گردد. به منظور بيان رفتار ماده پس از تسليم، از رابطه‌ي هولمن- لودويك استفاده شده است. توانايي روش ارايه شده به وسيله‌ي مقايسه‌ي هندسي ماده‌ي تغيير شكل يافته و كانتور كرنش معادل با نتايج به دست آمده از شبيه سازي براساس روش المان محدود، مورد بررسي قرار گرفت. بررسي نتايج، بيان كننده‌ي هم‌خواني خوبي بين نتايج به دست آمده از شبيه سازي براساس روش تركيبي گالركين بدون المان- المان طبيعي و نتايج به دست آمده از شبيه سازي به روش المان محدود مي‌باشد كه نشان مي‌دهد روش بالا توانايي شبيه سازي تغيير شكل‌هاي پلاستيك بزرگ را دارا است.

In this work the effects of welding parameters such as: Linear velocity (V), Rotational speed (W), and water temperature on microstructure and mechanical properties of (UFSW) 4343- Al alloy was investigated and it was compared with air (FSW) the tests out on both air and under water FSW with different welding pitch ( )and 4343 Al alloy butt joint. Visual inspection results show that surface quality of the welded samples in air and under water are similar, in addition optical microscope (OM) and scaning electron microscope (SEM) examination results show that by increasing of environment cooling intensity in constant , the grain size, precipitated phase and phases of weld nugget were decreased, the maximum decrease in grain size, and phase was gained in =0.1 mm/r. The Hardness and tensile tests of welded nuggets show, that by increasing of environment cooling intensity in a constant , hardness, tensile strength and yield strength of weld nugget was increased and percentage of elongation was decreased, Moreover maximum hardness, tensile strength and yield strength of weld nugget was gained in =0.1 that welded in under water at 2 water.