مدلسازی عددی تنش پسماند جوشکاری اتصال لب به لب تک پاسه

یکی از مهم ترین مسائل در جوشکاری، تحلیل و پیشبینی تنش های پسماند ناشی از این فرآیند و تاثیرات آن بر روی رفتار و خواص مکانیکی سازه جوش شده است.مهم ترین عوامل ایجاد تنش ها و کرنش های پسماند در قطعات جوشکاری شده، گرم شدن فلز پایه تا دمای ذوب و سرد شدن سریع آن در طی سیکل حرارتی میباشد.تنش های پسماند اطراف جوش، یکپارچگی سازه را از بین برده و در نزدیکی ناحیه جوش باعث ترد شدن قطعه کار و کاهش طول عمر سازه در طول سرویسدهی میشود. بنابراین تخمین بزرگی و چگونگی توزیع تنش های پسماند جوشکاری امری ضروری تلقیمی گردد.در تحقیق حاضر، به بررسی نحوه توزیع میدان دمایی و تنشهای پسماند ناشی از فرآیند جوشکاری در مدل اتصال لببه لب تک پاسه پرداخته شده است. برای این منظور به کمک نرم افزار ANSYS مدل اتصال جوش لب به لب تک پاسه شبیه سازی شده است. برای شبیه سازی مدل فوق از خواص ترمومکانیکی مواد به دلیل بازه دمایی وسیع فرآیند جوشکاری استفاده شدهاست. همچنین برای برای شبیه سازی اضافه شدن فلز پرکننده شیار جوش، از تکنیک تولد و مرگ المان که از قابلیت های نرم افزار ANSYS میباشد، استفاده شده است. نتایج مطالعات نشان می دهد که روش المان محدود یک روش بسیار کارآمد در شبیه سازی ترمومکانیکی فرآیند جوشکاری است و به کمک آن میتوان حرکت مرز ماده در اضافه شدن فلز جوش به فلز پایه را شبیه سازی نمود. همچنین تنش های پسماند طولی در راستای جوش در منطقه جوش و مناطق نزدیک به آن، کششی بوده و مقدار آنها در حدود تنش تسلیم فلز پایه میباشد. از طرفی دیگر، تنشهای پسماند عرضی در ابتدا و انتهای جوش فشاری و در وسط طول اتصال به صورت کششی و یکنواخت میشوند.

Keywords:

عملیات جوشکاری , توزیع دمایی , تنش پسماند , روش المان محدود