اثرات تنش های پسماند روی عمر خستگی اتصالات جوش اصطکاکی تلاطمی نقطه ای آلیاژ آلومینیم 7075t6

جوشکاری اصطکاکی تلاطمی نقطه ای یک فرایند جدید است که اخیراً توجه صنعت های خودروسازی، هوافضا، کشتی سازی و غیره را به خود جلب کرده است. این روش جوشکاری یک روش جوشکاری حالت جامد می باشد که در آن یک ابزار دوار مصرف نشدنی شامل یک پین متصل به یک شولدر درون دو صفحه ای که قرار است به یکدیگر جوش داده شوند فرو می رود. حرکت دورانی ابزار و اصطکاک ایجاد شده بین ابزار و صفحات باعث گرم شدن و شارش پلاستیکی فلز شده و نقطه جوش اصطکاکی شکل می گیرد. این روش جوشکاری برای آلیاژهای آلومینیم، منیزیم و اخیراً فولاد توسعه یافته است. ویژگی هایی هم چون جوشکاری صفحات با ضخامت و جنس های متفاوت، استحکام و کیفیت بالای جوش از مزایای این روش جوشکاری می باشد. در این تحقیق با شبیه سازی فرایند جوشکاری اصطکاکی تلاطمی نقطه ای در نرم افزار abaqus برای آلیاژ آلومینیم 6t- 7075 توزیع درجه حرارت و تنش پسماند به دست می آید. برای اطمینان از نتایج حاصل از شبیه سازی، تنش پسماند برای یک نمونه با روش آلتراسونیک و هم-چنین دما نیز برای یک نمونه توسط یک ترموکوپل اندازه گیری شده و با نتایج عددی مقایسه شد. برای تخمین عمر خستگی، لازم است مقادیر بیشینه و کمینه، تنش و کرنش تعیین شوند. برای این منظور از تحلیل اجزای محدود استفاده شده است. مدل اجزای محدود برای تخمین عمر خستگی شامل یک مدل سه بعدی از نمونه آزمون تجربی است که برای جلوگیری از افزایش حجم و زمان محاسبات، با استفاده از مزیت تقارن طولی نمونه، تنها یک نیمه متقارن از نمونه آزمون مدل سازی شده ادامه چکیده: است. نتایج عددی به دست آمده از تحلیل اجزای محدود برای عمر خستگی به همراه رهیافت کرنش-عمر اسمیت، واتسون و تاپر (swt ) یک بار با احتساب اثرات تنش پسماند و یک بار بدون در نظر گرفتن این اثرات، با هم مقایسه شد و تطابق خوبی با نتایج تجربی را نشان می دهند. مشاهده شد که با افزایش سرعت دورانی و عمق نفوذ عمر خستگی افزایش پیدا می کند زیرا با افزایش سرعت دورانی و عمق نفوذ دما بالا رفته و ناحیه خمیری شکل بیشتر شده و در نتیجه ناحیه اتصال بیشتر می شود. با افزایش سرعت پیشروی چون زمان کم می شود، زمان کمتری برای افزایش دما و ناحیه خمیری وجود دارد در نتیجه ناحیه اتصال کمتر شده و عمر خستگی کاهش می یابد. همچنین با توجه به این که مقدار تنش پسماند در اطرف نقطه جوش به صورت کششی می باشد، مشاهده شد که عمر خستگی با تاثیر تنش پسماند کاهش می یابد.