مدلسازی حرارتی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به منظور بررسی تاثیر انتقال حرارت جابجایی محیط

پایان نامه
چکیده

چکیده در طی بیست سال گذشته، فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به عنوان یک روش اتصال موثر شناخته شده است. بویژهبرای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم با استحکام بالا این روش، مزایای بسیار زیادی نسبت به روش های ذوبی متداول دارد. علاوه بر این، اخیرا جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در شرایط غوطه وری در یک سیال خنک کننده مانند آب مورد توجه ویژه ای قرار گرفته است. در این پایان نامه، مدلسازی حرارتی اویلری گذرا، با استفاده از نرم افزار comsolmultiphysics برای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، انجام شده است. در این مدل با فرض میدان سرعت مفروض جهت منطقه خمیری خط جوش، و احتساب جامد ماندن بقیه قطعه کار، آنالیز انتقال حرارت در قطعه به عمل آمده است. مدل بدست آمده برای پیش بینی تغییرات دما در قطعه کاری در حین فرایند و تحت شرایط مختلف خنک کاری مورد استفاده قرار گرفته است. در این مدل، هر دو عامل اصطکاک و کار پلاستیک به عنوان منبع تولید گرما در نظر گرفته شده اند. با توجه به کانتورهای دمایی بدست آمده می توان دریافت که شرایط توزیع نامتقارن دمایی با واقعیت این نوع جوشکاری تطابق بیشتری دارد. مدل بدست آمده در دو شرایط مختلف محیطی (در هوای آرام و در زیر آب) با داده های تجربی برای آلیاژ آلومینیوم 2219 مورد راستی آزمایی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از این پایان نامه نشان داد: استفاده از مدل میدان سرعت مفروض، فرض مناسبی است. بر مبنای این نتایج، بالاترین دما در ناحیه هم زده شده حدود 430 درجه سانتیگراد می باشد. که کمتر از دمای ذوب آلومینیوم 2219 است. لذا، در این ناحیه اثری از ذوب فلز مشاهده نخواهد شد. بالاترین دمای بدست آمده در قطعه، بالاتر از دمای انحلال ذرات ناخالصی است که برای عملیات سختی کاری در آلیاژ آلومینیوم 2219 به کار می روند.این نوع جوشکاری،با توجه به کاهش نرخ انتقال دما به درون قطعه کاری باعث محدود شدن تشکیل ترکیبات بین فلزی می گردد. با وجود اینکه ماکزیمم دمای قطعه در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در زیر آب پایین تر است، اما شار حرارتی بدست آمده از شانه ابزار در این حالت بالاتر است، زیرا در این حالت دمای قطعه پایین تر و لذا تنش تسلیم آن بالاتر است. می توان با استفاده از این میدان سرعت مفروض، بحث تعقیب ذره را انجام داد.جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در زیر آب موجب کاهش ماکزیمم دمای قطعه کاری می شود. لیکن، این کاهش دما مقدار قابل ملاحظه ای نمی باشد.

منابع مشابه

بررسی تاثیر حرارت تولید شده در فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برروی کیفیت اتصال آلومینیوم به فولاد

با وجود تحقیقات انجام شده بر روی اتصالات نامتجانس بین فولادها و آلومینیوم ها توسط محققین، بررسی اتصالات جدید که از لحاظ علمی و اقتصادی بتواند به صنایع مختلف یاری رساند، ضروری به نظر می رسد. هدف این مقاله بررسی تغییرات خواص مکانیکی و جریان مواد در اثر تغییرات پارامتر های مکانیکی فرآیند fsw، در اتصال بین آلومینیوم aa1100 و فولاد a441 aisi است. در این پژوهش، افست ابزار، عمق نفوذ، سرعت خطی و سرعت د...

متن کامل

مدلسازی حرارتی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای در ترموپلاستیک ها

امروزه مواد ترموپلاستیک در طیف گسترده ای از کاربردهای مهندسی مورد استفاده قرار می گیرد. علی رغم قابلیت شکل پذیری و فرایند پذیری بالای این مواد، برای تولید قطعات بزرگ و یا پیچیده معمولا ناگزیر از استفاده از روش های اتصال قطعات نظیر جوشکاری هستیم. در سال های اخیر تلاش های زیادی برای بهبود روش های موجود جوشکاری و ایجاد روش های نوین صورت گرفته است. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای یکی از انواع روش ه...

15 صفحه اول

شبیه‌سازی حرارتی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی اتصال غیرمشابه فولاد زنگ‌نزن 304 به آلومینیوم 5083

Friction stir welding is of the most applicable methods to join dissimilar metals. In this study, the thermal distribution during the joining of 304 stainless steel and 5083 aluminum alloy by friction stir welding method was simulated by the finite element method. Both, transient and stationary thermal solutions were used in the simulations and the two methods were compared correspondingly. To ...

متن کامل

بررسی رفتار خوردگی مقطع جوشکاری شده آلیاژ آلومینیوم به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی

متن کامل

توسعه و اصلاح مدل حرارتی فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با پین خارج از مرکز

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW) یکی از روش‌های جوشکاری حالت جامد می‌باشد. یکی از عوامل تاثیرگذار در خواص مکانیکی و متالوژیکی اتصال نهایی، هندسه ابزار می‌باشد که با طراحی صحیح آن می‌توان در نهایت به اتصالی با کیفیت بهینه دست یافت. از جمله اصلاحات و موارد مناسب جهت بهبود خواص مکانیکی اتصال نهایی، خارج از مرکز نمودن پین ابزار نسبت به شانه ابزار است. خارج از مرکز نمودن پین موجب خواهد شد که حرارت ایجا...

متن کامل

مدلسازی فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی پلی‌اتیلن با چگالی بالا و مقایسة آن با نتایج تجربی

در این مقاله آثار سرعت خطی و دورانی ابزار جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر توزیع و تولید حرارت در سطح و درون اتصال، سیلان مواد و هندسة محل اغتشاش یک قطعه‌کار پلیمری از جنس پلی‌اتیلن با چگالی بالا مورد مطالعه قرار گرفت. به‌منظور شبیه‌سازی فرایند از روش دینامیک سیالات محاسباتی از مجموعه نرم‌افزار تجاری سی. اف. دی. فلوئنت[i] استفاده شد. برای بالا بردن دقت شبیه‌سازی، خط جوش که در مر...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه رازی - پژوهشکده فنی و مهندسی

کلمات کلیدی

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023