859

The effect of changing welding process on vibratory stress of steels by finite element software

كارشناسي ارشد

مكانيك

تهران شمال1

1398

98/2/30

18

78ص.

احمدي،سيد جواد

Residual Stress , Vibratory Stress Relief , TIG

پروسه هاي ساخت نظير ريخته گري، جوشكاري و ماشينكاري باعث بروز تنشهاي پسماند در قطعات مي شود كه منجر به تغيير عكس العمل سازه در مقابل بار اعمالي مي شود و در اكثر موارد سبب بروز مشكلاتي در پايداري ابعادي، يكپارچگي ساختاري و كاهش عمر خستگي مي گردند. توزيع غيريكنواخت حرارت سبب ايجاد تنشهاي حرارتي موضعي در قطعات جوشكاري شده مي گردد و اين تنشهاي حرارتي پس از سرد شدن در فلز جوش و منطقه اطراف آن به صورت تنش هاي پسماند ظاهر مي شوند. معمولا، براي از بين بردن اين تنشهاي پسماند از روش هايي مانند تنش زدايي حرارتي، طبيعي، ارتعاشي، مكانيكي و مافوق صوت استفاده مي شود. در اين مقاله با استفاده از روش اجزا محدود، براييك اتصال لب به لب در يك ورق فولادي كم كربن شبيه سازي و تنش هاي پسماند جوش در آن محاسبه شده است. نتايج حاصل از شبيه سازي در جوشكاريMIG (Metal Inert Gas)، تطابق مناسبي با نتايج آزمايشگاهي داشته است. جهت تنش زدايي،يك نيروي سيكلي به سر آزاد ورق اعمال مي شود كه اين نيروي سيكلي، تنش هاي متناوب در مقطع جوش ايجاد و سبب كاهش تنش هاي پسماند مي گردد. تاثير اندازه و فركانس اين نيرو بر روي ميزان كاهش تنشهاي پسماند طولي و عرضي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان دادند كه افزايش فركانس نيرو تا 95 درصد فركانس طبيعي اول، بهينه ترين حالت بشمار مي آيد. همچنين با افزايش مقدار نيروي وارده به ورق (دامنه)، تنشهاي پسماند نيز كاهش يافته است. در شبيه سازي روشهاي جوشكاري مهمترين تفاوت در بازده شارحرارتي مي باشد كه در زمان و ميزان شار حرارتي تاثير مستقيم دارد كه بالطبع بر روي توزيع تنش پسماند اثرگذار است. با لحاظ نمودن اين نكته، مشاهده مي شود بيشترين مقدار تنش ون ميسز در راستاي ضخامت، مربوط به روش جوشكاريSMAW(Shielded Metal Arc Welding) سپس روش TIG (Tungsten Inert Gas) و كمترين آن مربوط به روش MIG است. اگر چه تنش زدايي ارتعاشي سبب كاهش ماكزيمم مقدار تنش معادل ون ميسز در خط جوش مي گردد وليكن سبب افزايش تمركز نواحي داراي ماكزيمم تنش نيز مي شود. در هر سه روش جوشكاري نواحي ابتدا، انتها و همچنين سطح رويي خط جوش نسبت به ديگر نواحي پس از انجام عمليات تنش زدايي ارتعاشي تنش پسماند بيشتري حذف مي گردد و كمترين تنش زدايي مربوط به لايه مياني ضخامت (لايه وسط بين گرده و ريشه جوش) است.

55080