ارزیابی شار گرمایی در فرآیند جوشکاری اصطکاکی – اغتشاشی با روش گرادیان مزدوج وارون

این تحقیق به مطالعه در مورد ارزیابی شار گرمایی برحسب زمان سپری شده از فرآیند جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی  با استفاده از روش وارون پرداخته است. روش با توجه به دخیل­سازی اندازه­گیری­های آزمایشگاهی، نزدیکی قابل توجهی به اندازه­ی واقعی دارد. جهت تخمین هرچه دقیق­تر شار گرمایی، فرمول تحلیلی برای تولید حرارت، اعمال تغییرات خطی ویژگی­های ترموفیزیکی بر حسب دما و ملاحظات مربوط به تابع لغزش در حل به روش المان محدود سه بعدی نظرگرفته شده است. برای تخمین شار گرمایی و دمای ابزار، از روش وارون گرادیان وارون برای ارزیابی پارامترهای مجهولات استفاده شد. در تعریف تابع لغزش از تقریب نمایی سرعت دورانی ماتریس استفاده گردید و برآورد تولیدشار گرمایی به واسطه­ی اصطکاک و تغییر شکل پلاستیک در قطعه­کار با ارزیابی ضریب تقریب نمایی متناظر همراه شده­است. غالبا در فرآیند جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی، به منظور کاهش اعوجاج و تنش پسماند، مطلوب آن است که هیچ نقطه ای از قطعه­کار بالاتر از دمای ذوب را تجربه نکند. با توجه به این بحث، همزمان از گاز خنک­کار دی­اکسید کربن استفاده شده­است. حل عددی مربوط به ارزیابی شار گرمایی با استفاده از روش وارون برای جوش اصطکاکی- اغتشاشی آلیاژ آلومینیومی Al۵۰۵۲ با اندازه­گیری­های دمایی ارائه شده و پارامترهای راهبر فرآیند به دست آمده­است. تاثیر حضور خنک­کار بر میدان دمایی قطعه­کار با استفاده از حل عددی مورد بررسی قرار گرفته­است. شار گرمایی محاسبه شده دقیق­ترین شار گرمایی ­ست که شرایط دمایی اندازه­گیری شده را ارضا کرده و پارامترهای مشخصه­ساز فرآیند را ارائه می­دهد.

Keywords:

شار گرمایی , جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی , روش گرادیان مزدوج , انتقال گرمای وارون