مدل سازي فرايند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي پلي اتيلن با چگالي بالا و مقايسه آن با نتايج تجربي

در اين مقاله آثار سرعت خطي و دوراني ابزار جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي بر توزيع و توليد حرارت در سطح و درون اتصال، سيلان مواد و هندسه محل اغتشاش يك قطعه كار پليمري از جنس پلي اتيلن با چگالي بالا مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور شبيه سازي فرايند از روش ديناميك سيالات محاسباتي از مجموعه نرم افزار تجاري سي. اف. دي. فلوئنت[i] استفاده شد. براي بالا بردن دقت شبيه­سازي، خط جوش كه در مرز بين قطعه كارها قرار داشت، به عنوان يك سيال غيرنيوتني با رفتار شبه مذاب در اطراف پين ابزار مدلسازي شد. نتايج حاصل از شبيه سازي نشان داد كه با افزايش نسبت سرعت چرخشي به سرعت خطي ابزار، جريان مواد در جلو ابزار اندكي بيشتر مي­شود و ابعاد منطقه اغتشاش بزرگتر مي­گردد. بيشينه درجه حرارت توليدشده و اغتشاش مواد در سمت پيشرو اتصال مشاهده شد. نتايج حاصل از مدل توسط نتايج تجربي ساير محققان مورد مقايسه قرار گرفت و حداكثر 3 درصد اختلاف با نتايج عملي داشت. براساس پارامترهاي جوشكاري مورد بررسي، نتايج حاصل از شبيه سازي حداكثر حرارت توليدشده 126 درجه سانتي گراد، بيشينه سرعت جابه جايي مواد 6/0 متر بر ثانيه در شانه ابزار و بيشينه فشار ايجادشده روي سيال 10 مگاپاسكال در محل اتصال پيش بيني شد.