بررسی تنش‌های پسماند در ناحیه تحت تأثیر حرارت اتصال جوشی به روش اجزاء محدود در اتصالات تیر به ستون گیردار

در اتصالات جوشی تنش‌های پسماند پس از چرخه گرمایش و سرمایش جوشکاری در نواحی اطراف حوضچه مذاب و مناطقی که تحت تاثیر حرارت جوشکاری قرار دارند ظاهر می‌شوند و باعث کاهش یکپارچگی خواص مکانیکی فلز می‌شوند که می‌تواند به عنوان یک عامل در کاهش کارایی و خدمت پذیری قطعات ساخته شده، موثر باشد. در عمل، شناسایی و بررسی این تنش‌ها فرآیندی دشوار و پرهزینه‌ای است. برای حل این مشکل می‌توان از روش‌های عددی مانند روش اجزاء محدود برای شناسایی و بررسی تنش‌ها و تغییر شکل‌های ناخواسته جوشکاری استفاده کرد. در این پژوهش با توجه به اهمیت تنش‌های پسماند در اتصالات ساختمانی، با استفاده از نرم‌افزار ABAQUS به بررسی و تحلیل عددی آن‌ها در یک اتصال جوشی پرداخته شده است. به این منظور، ابتدا برای منبع حرارتی مدل دوبیضی‌گون گلداک در نظر گرفته شده است و برای اطمینان از درستی روش تحلیل به کمک این شیوه، نتایج این مدل با نتایج یکی از تحقیقات پیشین مورد مقایسه قرار گرفته است و سپس، اثر شار حرارتی به کمک زیربرنامه DFLUX در محیط برنامه‌نویسی فرترن بر مدل اصلی اعمال گردیده است. پس از به دست آوردن تاریخچه دمایی تمامی گره‌های تحلیل حرارتی، از آن‌ها به عنوان شرایط اولیه تحلیل مکانیکی برای شناسایی تنش‌های پسماند در قطعه استفاده شده است. نتایج حاصل از تحلیل مکانیکی نشاندهنده مقادیر بزرگی از تنش­های پسماند در محل اتصالات بوده که مقدار این تنش‌ها در برخی از نواحی جوش و اطراف آن با تنش تسلیم فلز برابر بود. بررسی‌ها نشان می­دهد که  در اثر جوشکاری در اطراف اتصال، فلز مبنا به ناحیه پلاستیک وارد شده است و وجود تغییر شکل‌های باقیمانده پس از سرد شدن ناحیه جوشکاری در این منطقه گواه این ادعا می‌باشد.