بررسی تجربی و عددی شکست اتصال جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با ابزار معمولی و ماسورهای آلومینیوم 6061-T6 با استفاده از روش مکانیک آسیب GTN
نویسندگان
1 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
2 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
3 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
doi
10.22034/ijme.2022.157669چکیده
هدف از این مطالعه، بررسی تجربی و عددی شکست اتصال جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلومینیوم 6061-T6 تحت آزمون کششی-برشی با استفاده از روش مکانیک آسیب میباشد. در گذشته به دلیل مشکل در ایجاد جوشهای با استحکام بالا و مقاوم به خستگی و خوردگی در آلیاژهای آلومینیوم، استفاده از جوشکاری را در این صنایع محدود کرده بود، اما با ظهور فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، استفاده از آلیاژهای آلومینیوم مورد توجه قرار گرفته و جوشکاری آنها امکانپذیر شده است. استفاده از مواد سبک بویژه آلیاژهای آلومینیوم در صنایع خودروسازی، کشتیسازی و هوافضا به سرعت در حال افزایش است و کارکرد این آلیاژها نیازمند توسعهی روشهای اتصالدهی و جوشکاری میباشد. لذا بررسی و تحلیل جوش اصطکاکی اغتشاشی دارای اهمیت بسیار بالایی میباشد. در این مطالعه جهت بررسی شکست اتصال جوش اصطکاکی اغتشاشی از روش مکانیک آسیب گارسون- تورگارد- نیدلمن استفاده شده است. شبیهسازی شکست اتصال جوش تحت بارگذاری کششی- برشی با بکارگیری روش المان محدود صورت گرفت و از روش مکانیک آسیب برای تحلیل شکست استفاده شده است. جهت صحت سنجی مدل، 8 نمونه شامل 4 نمونه جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با ابزار معمولی و 4 نمونه جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با ابزار ماسورهای، جوشکاری شده و استحکام شکست آنها تحت آزمون تجربی کششی-برشی اندازهگیری شده است. مقایسه میان نتایج مدل مکانیک آسیب و آزمون تجربی نشان میدهد مدل مکانیک آسیب گارسون دارای دقت نسبتا مطلوبی در پیشبینی نیروی شکست میباشد. همچنین نتایج بدست آمده نشان میدهد که از مدل المان محدود ارائه شده میتوان بخوبی برای پیشبینی نقطه شروع و چگونگی شکست در اتصال جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی استفاده نمود.