بررسی تنش ‌های پسماند در ناحیه تحت تاثیر حرارت اتصال جوشی به روش اجزاء محدود در اتصالات تیر به ستون گیردار

در اتصالات جوشی تنش ‌های پسماند پس از چرخه گرمایش و سرمایش جوشکاری در نواحی اطراف حوضچه مذاب و مناطقی که تحت تاثیر حرارت جوشکاری قرار دارند ظاهر می‌شوند و باعث کاهش یکپارچگی خواص مکانیکی فلز می‌شوند که می‌تواند به عنوان یک عامل در کاهش کارایی و خدمت پذیری قطعات ساخته شده، موثر باشد. در عمل، شناسایی و بررسی این تنش‌ها فرآیندی دشوار و پرهزینه‌ای است. برای حل این مشکل می‌توان از روش‌های عددی مانند روش اجزاء محدود برای شناسایی و بررسی تنش‌ها و تغییر شکل‌های ناخواسته جوشکاری استفاده کرد. در این پژوهش با توجه به اهمیت تنش‌های پسماند در اتصالات ساختمانی، با استفاده از نرم‌افزار abaqus به بررسی و تحلیل عددی آن‌ها در یک اتصال جوشی پرداخته شده است. به این منظور، ابتدا برای منبع حرارتی مدل دوبیضی‌گون گلداک در نظر گرفته شده است و برای اطمینان از درستی روش تحلیل به کمک این شیوه، نتایج این مدل با نتایج یکی از تحقیقات پیشین مورد مقایسه قرار گرفته است و سپس، اثر شار حرارتی به کمک زیربرنامه dflux در محیط برنامه‌نویسی فرترن بر مدل اصلی اعمال گردیده است. پس از به دست آوردن تاریخچه دمایی تمامی گره‌های تحلیل حرارتی، از آن‌ها به عنوان شرایط اولیه تحلیل مکانیکی برای شناسایی تنش‌های پسماند در قطعه استفاده شده است. نتایج حاصل از تحلیل مکانیکی نشاندهنده مقادیر بزرگی از تنش های پسماند در محل اتصالات بوده که مقدار این تنش‌ها در برخی از نواحی جوش و اطراف آن با تنش تسلیم فلز برابر بود. بررسی‌ها نشان می دهد که  در اثر جوشکاری در اطراف اتصال، فلز مبنا به ناحیه پلاستیک وارد شده است و وجود تغییر شکل‌های باقیمانده پس از سرد شدن ناحیه جوشکاری در این منطقه گواه این ادعا می‌باشد.

investigation of the residual stresses in haz of welded joints in the rigid beam to column connection by finite element method

in the welded joints, residual stresses appear in the areas around the melting pool and the areas that are affected themselves by the welding heat after the completion of heating and cooling welding cycle. the residual stresses reduce the integrity of the metal’s mechanical properties and also the serviceability of the made parts. recognition and investigation of these stresses is a complicated and pricey process in operation. one can use numerical methods such as finite element for recognizing and investigating the tensions and unwanted welding deformations in order to solve the problem. in this research, regarding the importance of these stresses in construction fittings, a thorough numeric research on the stresses in welding joints has been conducted using abaqus software. to this purpose, goldak double ellipsoid model has been considered for heating source primitively to ensure the reliability of this evaluating method. using this technique, the outcome of this model has been compared with the existing technical literature. the heat flux has been encoded in fortran programming environment with the help of dflux subroutine and applied to the original model. once the temperature history of all thermal analysis groups obtained, mechanical loading analysis will start to identify the residual stress in the fragment. the results demonstrated large amounts of residual stress at the joint site. the amounts of these stresses in some parts of the joint were as much as the yield stress of metal; i.e. to say the metal was formed as plastic at the end of the welding process.