بررسی تجربی اتصال ورق آلومینیوم و کامپوزیت CFRP با استفاده از فرایند ساخت افزایشی اولتراسونیک

نویسندگان

1 فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

doi
10.22034/ijme.2024.455673.1953
چکیده

به دلیل نسبت بالای استحکام به وزن دو ماده آلومینیم و الیاف کربن، کاربرد این دو ماده و اتصال آن‌ها به یکدیگر در صنعت خودروسازی و هوافضا در حال گسترش است. هدف اصلی از انجام این پژوهش، تشکیل یک سازه سه بعدی متشکل از سه لایه ورق متصل‌شده به یکدیگر با استفاده از فرایند ساخت افزایشی اولتراسونیک می‌باشد. این سازه سه لایه‌ای به صورت دولایه آلومینیوم 6061 در دوطرف و یک لایه پلیمر بهبود یافته با الیاف کربن لایه چینی شده است. در نهایت با دستگاه آزمون کشش، استحکام کششی‌برشی سطح مقطع جوش تمامی 15 نمونه آزمایشی، بر حسب مگاپاسکال اندازه‌گیری شد. طراحی آزمایش با روش پاسخ سطح، نوع باکس بنکن انجام شد. سه پارامتر توان، زمان و فشار و هر کدام در سه سطح به عنوان پارامترهای متغیر در نظر گرفته شده است. به منظور طراحی آزمایش و همچنین تحلیل و بررسی داده‌های آزمون، از نرم افزار دیزاین اکسپرت بهره گرفته‌شده است. نمودارهای تاثیر هرکدام از پارامترها استخراج شد و پارامترهای بهینه نیز بدست آمد. نتایج نشان داد که پارامتر توان اولتراسونیک بیشترین و پارامتر فشار کمترین تاثیرگذاری در استحکام کششی برشی جوش را دارند. بیشترین استحکام کششی‌برشی با پارامترهای توان 1400 وات، زمان 4/0 ثانیه و فشار 7 بار برابر با حدود 92 مگاپاسکال بدست آمد.