بررسی عددی وتجربی تاثیر سرعت ابزار بر رشد ترک خستگی در اتصالات جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیوم 2024-T351

فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر روی ورق های آلیاژ آلومینیوم 2024-T351 در سرعت های دورانی 400، 630 و 800 دور بر دقیقه و سرعت های پیشروی 8، 16 و 25 میلی متر بر دقیقه انجام شده است. پس از آن با استفاده از روش تست استاندارد ASTM-E647 نرخ رشد ترک خستگی در نمونه های CT مورد بررسی قرار گرفته است. پس از مدل سازی فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، رشد ترک خستگی بر مبنای روش XFEM، در نمونه ها شبیه سازی شده است. در این تحلیل جهت بررسی آسیب در نمونه، از معیار آسیب تنش بیشینه استفاده شده است و معیار شکست بیشترین تنش اصلی در المان است. مقایسه نتایج تجربی و عددی رشد ترک خستگی نشان دهنده قابل اعتماد بودن روش شبیه سازی میباشد. بررسی تجربی و عددی تاثیر سرعت جوشکاری بر نرخ رشد ترک خستگی در نمونه ها نشان میدهد، نرخ رشد ترک در تمامی نمونه های جوشکاری به ازای مقادیر پایین تغییرات ضریب شدت تنش (K≤13 Mpa∆) کمتر از فلز پایه بوده و با افزایش تغییرات ضریب شدت تنش نرخ رشد ترک بسیار افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان میدهند، نمونه های جوشکاری شده با سرعتهای پایینتر خواص خستگی بهتری نسبت به فلز پایه دارند و افزایش سرعت دورانی و پیشروی ابزار نرخ رشد ترک خستگی را در نمونه ها افزایش میدهد.