مدل سازی الاستیک-پلاستیک تنش پسماند در جوشکاری لیزر باریکه های فلزی

فرایند جوشکاری لیزر با توجه به ویژگی های منحصربه فرد خود از جمله نفوذ عمیق جوش، سرعت بالای جوشکاری و تغییر شکل کم در سال های اخیر توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. جوشکاری لیزر فرایند پیشرفته اتصال ذوبی است که با تبدیل انرژی اشعه لیزر به مذاب باعث اتصال قطعات فلز به همدیگر می شود. تنش پسماند در سازه های جوشکاری شده به دلیل تنش گرمایی ناشی از توزیع غیریکنواخت دما به وجود می آید که باعث ایجاد تغییر شکل پلاستیک نیز می شود. تنش های پسماند ناشی از جوشکاری نه تنها باعث اعوجاج می شوند بلکه تأثیرات مهمی بر قطعات جوشکاری شده دارند. این تنش ها ممکن است بلافاصله یا مدتی بعد از اتمام فرایند جوشکاری باعث ایجاد ترک شوند. بنابراین پیش بینی تنش های پسماند در قطعات جوشکاری شده یکی از جالب ترین و پیچیده ترین مسائل در مکانیک سازه ها است. علی رغم تحقیقات گسترده آزمایشگاهی و عددی، تاکنون هیچ مدل تحلیلی برای به دست آوردن تنش پسماند ایجادشده در فرآیند جوشکاری لیزر ارائه نشده است. در این پایان نامه یک مدل تحلیلی الاستیک-پلاستیک جدید برای تخمین تنش پسماند عرضی در راستای ضخامت قطعات جوشکاری شده با اشعه لیزر ارائه شده است. توزیع تنش به دست آمده از روش تحلیلی با نتایج عددی مقایسه شده و مطابقت خوبی با آن مشاهده شده است. مدل ارائه شده می تواند برای به دست آوردن تنش پسماند عرضی در فرآیند جوشکاری لیزر استفاده شود. نتایج تحلیل نشان می دهد که تنش پسماند عرضی در سطح بالایی قطعه کار به صورت تنش فشاری است. همچنین مشخص شده است که با افزایش عمق نفوذ پلاستیک تنش پسماند در سطح بالایی با افزایش همراه است.