مدلسازی کوپل اویلری الگرانژی (CEL) جریان ماده در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی غیرمشابه آلیاژهای آلومینیم

در این پژوهش، شبیه سازی اجزای محدود فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاسی غیرمشابه بررسی میشود. مواد جوش داده شده، آلیاژهای آلومینیوم T6-6061 و T6-7075 می باشند. بدین منظور، یک مدل اجزای محدود ترمومکانیکال کوپل سه بعدی بر مبنای روش کوپل الگرانژی اویلری (CEL) توسعه داده میشود. روش CEL مزایای هر دو شبکهبندی الگرانژی و اویلری را دارد و این بدان معناست که این روش نه تنها میتواند تغییر شکل المان را در مسائل با تغییر شکل زیاد حل نماید بلکه قادر است که مرز فیزیکی ماده را نیز به طور دقیق ارائه نماید. در این مقاله، اثرات موقعیت ماده مستحکم تر (T6-7075 Al) و پروفیل پین ابزار بر نمودارهای دما و توزیع ماده در فلز جوش و ناحیه متاثر از حرارت بررسی می شوند. نتایج نشان میدهند که سرعت ماده در اطراف ابزار جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برای ابزار شیاردار بیشتر از سایر ابزارها میباشد. همچنین قرارگیری ماده مستحکم تر در سمت پیشروی ابزار منجر به اندکی کاهش دما در مقایسه با قرارگیری ماده مستحکم تر در سمت پسروی ابزار به ازای تمامی پروفیلهای ابزار میشود. ثابت می شود که اگر آلومینیم 7075 در سمت پیشروی ابزار قرار بگیرد، اغتشاش در یک الیه نازک زیر شانه ابزار اتفاق میافتد و نفوذ ماده مستحکم تر در سمت پسرو محدود می شود. به علاوه، یک تطابق خوب بین پروفیل های دمای استخراج شده از اندازه گیری های تجربی و شبیه سازی های عددی به دست می آید و دقت شبیه سازی های عددی تایید می شود.