بررسي توزيع دما و تنش‌هاي پسماند در فرايند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي آلياژ آلومينيوم AA5083 با استفاده از تحليل اجزاي محدود

در مقاله حاضر، به تحليل عددي فرايند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي آلياژ آلومينيوم AA5083 با استفاده از نرم‌افزار اجزاي محدود اباكوس پرداخته شده است. در اين تحليل عددي، به پيش‌بيني و بررسي نحوه توزيع دما كه متاثر از فرايند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي ( شار حرارتي ناشي از اين فرايند) بوده و هم‌چنين تنش پسماند بعد از خنك شدن قطعه كار، پرداخته شده است. در فرايند بررسي شده، قطعه كار به صورت دو ورق هم‌جنس فرض شده كه با استفاده از جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي به يكديگر متصل مي‌شوند. لازم به ذكر است كه به دليل صرفه‌جويي در زمان محاسبات، تنها نيمي از قطعه كار مورد بررسي قرار گرفته است. در ابتدا شار حرارتي سطحي ناشي از سرعت دوراني ابزار محاسبه گرديده و به قطعه كار اعمال شد. لازم به ذكر است كه توزيع دما در سرعت‌هاي دوراني مختلف ابزار (شارحرارتي سطحي متفاوت) بررسي شده است. شار حرارتي سطحي اعمال شده به قطعه كار، به صورت منبع حرارتي متحرك در راستاي خط جوش شبيه سازي شده است. در ادامه متغير ( فاكتور) NT11 ( توزيع دما) در سرعت هاي دوراني مختلف ابزار و در زمان‌هاي متفاوت استخراج گرديد و در قالب نمودارهايي ارائه گرديد. در انتها با پيش فرض قرار دادن تحليل انتقال حرارت، به بررسي تنش‌هاي پسماند طولي و عرضي بعد از خنك شدن قطعه كار، پرداخته شد. نتايج حاكي از ان است كه با افزايش سرعت دوراني، حداكثر مقادير توزيع دما افزايش يافته است و به طور كلي مي‌توان گفت كه با افزايش سرعت دوراني ابزار، حداكثر دماي جوش افزايش پيدا مي‌كند. همچنين بررسي مقادير تنش‌هاي پسماند طولي و عرضي در سرعت‌هاي دوراني مختلف، نشان‌دهنده تركيب آن‌ها از تنش‌هاي كششي و فشاري بوده و قابل توجه است كه در مقادير تنش‌هاي پسماند وابستگي به سرعت دوراني مشاهده نشده است. هم‌چنين نتايج بدست آمده از پژوهش حاضر با نتايج مقاله مرجع مقايسه شده و هم‌خواني مناسبي ميان آن‌ها مشاهده گرديد.