شبیه سازی المان محدود فرآیند جوشکاری اصطکاکی دورانی لوله های غیرهم جنس

در این پژوهش، شبیه سازی المان محدود فرایند جوشکاری اصطکاکی دورانی دو لوله غیر هم جنس ASTM A106-B و AISI 4140 ارائه شد. با استفاده از طرح آزمایش کسری، تاثیر پارامترهای اصلی جوشکاری شامل سرعت دورانی، فشار اصطکاکی، زمان اصطکاکی، فشار آهنگری و زمان آهنگری بر میزان کوتاه شدگی نمونه های بعد از جوشکاری مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به وجود تغییرشکل شدید در این فرایند و جلوگیری از ایجاد المان های اعوجاج یافته از تکنیک مش ریزی مجدد ابتکاری و اسکریپت نویسی در نرم افزار آباکوس استفاده گردید. در مجموع 27 مدل سازی المان محدود و 3 آزمون تجربی جهت اعتبارسنجی انجام گرفت. نتایج نشان داد که افزایش تمامی پارامترهای فرایند، کوتاه شدگی بیشتر اتصال را در پی دارد. پارامتر فشار اصطکاکی نیز با 33.9% بیش ترین تاثیر را بر میزان کوتاه شدگی نمونه ها دارا بود. علاوه بر این، افزایش فشار و زمان آهنگری تا مقدار محدودی کوتاه شدگی قطعات را افزایش داده و پس از آن بی تاثیر بودند. از سوی دیگر، میزان دمای تعادلی در سطح اتصال در حدود 1250 درجه سانتی گراد بود که بعد از حدود 2 ثانیه از شروع فرایند ایجاد می شد. نتایج آزمون های اعتبارسنجی نیز بیانگر وجود خطای شبیه سازی در حدود 5.6% بود که نشان از مطابقت بالای مدل المان محدود با شرایط تجربی فرایند دارد.