مطالعه توزیع تنش های پسماند و تغییر شکل های ناشی از عملیات جوشکاری در اتصالات خمشی قاب های فولادی به روش اجزا محدود

یکی از مهم ترین مسائل در جوشکاری، تحلیل و پیش بینی تنش های پسماند ناشی از این فرآیند و تأثیرات آن بر روی رفتار و خواص مکانیکی سازه جوش شده است.مهم ترین عوامل ایجاد تنش ها و کرنش های پسماند در قطعات جوشکاری شده، گرم شدن فلز پایه تا دمای ذوب و سرد شدن سریع آن در طی سیکل حرارتی می باشد.تنش های پسماند اطراف جوش، یکپارچگی سازه را از بین برده و در نزدیکی ناحی? جوش باعث ترد شدن قطع? کار و کاهش طول عمر سازه در طول سرویس دهی می شود. این تنش ها پس از جوشکاری نیز در فلز باقی می مانند که به نوبه خود تولیدتغییرشکلهای ناخواسته می کنند. تغییرشکلهای جوشی علاوه بر اینکه دقت ابعادی قطعه کار را کاهش می دهند، مشکلات و هزینه های بسیاری را در هنگام مونتاژ به سازنده تحمیل می کنند. بنابراین تخمین بزرگی و چگونگی توزیع تنش های پسماند جوشکاری امری ضروری تلقیمی گردد. در تحقیق حاضر، به بررسی نحو? توزیع میدان دمایی و تنش ها و تغییرشکل های پسماند ناشی از فرآیند جوشکاری در مدل هایی از اتصالات خمشی به کار رفته در سازه های فولادی پرداخته شده است. برای این منظور به کمک نرم افزار ansys مدل های اتصال جوش لب به لب تک پاسه، اتصال tشکل و اتصال خمشی دو پاسه تیر به ستون شبیه سازی شده اند. برای شبیه سازی مدل های فوق از خواص ترمومکانیکی مواد به دلیل باز? دمایی وسیع فرآیند جوشکاری استفاده شده است. همچنین برای برای شبیه سازی اضافه شدن فلز پرکننده شیار جوش، از تکنیک تولد و مرگ المان که از قابلیت های نرم افزار ansys می باشد، استفاده شده است. نتایج مطالعات نشان می دهد که روش المان محدود یک روش بسیار کارآمد در شبیه سازی ترمومکانیکی فرآیند جوشکاری است و به کمک آن می توان حرکت مرز ماده در اضافه شدن فلز جوش به فلز پایه را شبیه سازی نمود. همچنین تنش های پسماند طولی در راستای جوش در منطق? جوش و مناطق نزدیک به آن، کششی بوده و مقدار آن ها در حدود تنش تسلیم فلز پایه می باشد. از طرفی دیگر، تنش های پسماند عرضی در ابتدا و انتهای جوش فشاری و در وسط طول اتصال به صورت کششی و یکنواخت می شوند. پیچش زاویه ای اتصال جوشی نیز از تغییرشکل های مهمی است که نتایج تحقیق آن را نشان می دهد.