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.2022.157669
چکیده

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.