بررسی اثر تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری بر رفتار دیوار برشی فولادی

دیوار برشی فولادی یک سیستم باربر جانبی نوینی می باشد که در چند دهه اخیر استفاده از آن بخصوص در سازه های بلند مرتبه روبه گسترش بوده است. این سیستم تشکیل شده از ورقهای نازک فولادی که توسط ورقهای اتصال بنام fish plate به قاب پیرامونی متصل می شوند. معمولا برای اتصال ورقهای فولادی به قاب پیرامونی از جوش ذوبی استفاده می کنند. در جوشکاری ذوبی به دلیل افزایش موضعی دما تا حد دمای ذوب در محل اتصال و سپس سرد شدن سریع دما، توزیع نا متقارن دما وکرنشهای پلاستیک، تنشهای پسماند زیادی در جوش و فلز پایه ایجاد می شود. در این سیستم بدلیل استفاده از ورقهای فولادی نازک و جوشکاری زیاد جهت اتصال این ورقها به قاب پیرامونی بررسی تنش پسماند ناشی از جوشکاری در ورق ضرورری بنظر می رسد. در این تحقیق مدلسازی المان محدود, دیوار برشی فولادی و فرآیند جوشکاری ورقها به قاب پیرامونی بوسیله نرم افزار abaqus انجام گرفته است . شبیه سازی جوشکاری بصورت دو بعدی و به صورت کوپل غیر مستقیم حرراتی- مکانیکی انجام شده است. اعمال فلاکس حرارتی بصورت سطحی و شکل دایره ای از طریق کد نویسی به زبان fortran صورت گرفته است . خواص الاستیک-پلاستیک مصالح در دماهای مختلف در نظر گرفته شده است و تغییرات دمایی و تنشهای حرارتی در حین جوشکاری مورد بررسی قرار گرفته شده است. در این تحقیق جهت بررسی اثر تنش پسماند بر رفتار دیوار برشی فولادی, در مرحله اول نمونه بدون تنش پسماند مورد مطالعه قرار گرفته است و سپس با مدلسازی فرآیند جوشکاری اتصال ورق به قاب و بدست آوردن تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری در ورق, در مرحله دوم رفتار دیوار برشی فولادی با فرض وجود تنش پسماند مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان می دهد که بار تسلیم، بارنهایی، سختی، شکل پذیری، جذب انرژی در نمونه با تنش پسماند نسبت به نمونه بدون تنش پسماند به ترتیب 1.5% ، 1.28% ، 9.5% ، 7% ، 3.24% کاهش یافته است.