شبيه‌سازي جريان مواد و تخمين نيروي وارد بر ابزار در مرحله فروبري ابزار در فرآيند جوشكاري اغتشاشي-‌اصطكاكي

فروبري ابزار مرحله ابتدايي فرآيند جوشكاري اصطكاكي- اغتشاشي است و شرايط اوليه براي تحليل مراحل بعدي را تعيين مي‌كند. در اين پژوهش مرحله فروبري با هدف تخمين نيروي فروبري و تعيين الگوي جريان مواد حين آن مورد مطالعه قرار گرفته‌است. با ارائه مدلي سه بعدي بر اساس تحليل المان محدود فرآيند در محيط نرم افزار Deform 3D شبيه‌سازي شده و الگوي جريان مواد پيرامون ابزار حين فروبري مورد بررسي قرار گرفته‌است. بر اساس نتايج، گردش مواد حول ابزار تنها در نزديكي آن چشمگير بوده‌است و به فاصله كمي از ابزار اين تغيير مكان قابل صرفنظر مي‌باشد. با توجه به الگوي جريان مواد مشاهده شده در شبيه سازي، ميدان سرعت قابل قبولي براي جريان مواد حين فروبري ارائه شده و با استفاده از تئوري كرانه بالا نيروي فروبري ابزار تخمين زده شده‌است. مقايسه نيروي محاسبه شده با نتايج تجربي ديگر محققين نشان داده‌است كه با توجه به پيچيدگي بالاي فرآيند، تحليل ارائه شده توانايي تخمين نيروي بيشينه فروبري را با دقت مناسب خواهد داشت. به دليل صرفنظر كردن از تماس شانه ابزار با نمونه، ارائه دقيق نمودار نيرو در آخرين قسمت از فروبري ابزار با خطا همراه است.