شبیه سازی پارامترهای فرآیند اصطکاکی اغتشاشی و تاثیر آن بر استحکام آلیاژ آلومینیوم 5083 جوشکاری شده

روش‌های نوین در جهت اتصال قطعات توسعه داده شده است. در مقاله حاضر، با استفاده از شبیه‌سازی یک مدل المان محدود از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی با به کار بردن مدل حرارتی اشمیت و استفاده از معادلات این مدل حرارتی به جای شبیه سازی پین و شولدر فرایند اصطکاکی اغتشاشی، حرارت اصطکاکی به صورت عددی مدل شده و با استفاده از سابروتین دی فلاکس توسط کد فورترن به اباکوس اعمال می‌گردد. از مزایای این روش عدم نیاز به شبیه‌سازی ابزار شولدر و پین بوده و باعث کاهش قابل توجه زمان تحلیل با نتایج قابل قبول می‌گردد. در این روش توزیع دما توسط فرمول‌های مدل حرارتی به قطعه کار اعمال شده و عدم مدل‌سازی حرکت ابزار و اصطکاک ابزار در قطعه باعث می‌گردد مدل سازی جریان پلاستیک حول ابزار به صورت دقیق صورت نپذیرد هر چند کرنش های پلاستیک را جهت اعمال به نمونه تست کشش می‌توان به درستی به دست آورد. استفاده از آنالیز غیر مستقیم به جای آنالیز لاگرانژ اویلری در پژوهش حاضر مدل سازی مناسبی از فرایند اصطکاکی اغتشاشی را به همراه داشته و یک روش حل مناسب با زمان تحلیل کوتاه تر امکان ایجاد خطا در روش های دیگر را به حداقل می‌رساند. به منظور تاثیر پارامترهای سرعت پیشروی و دورانی ابزار بر استحکام آلیاژ نمونه در اعمال فرآیند اصطکاکی اغتشاشی از سه سرعت پیشروی 22، 45 و 75 میلی‌متر در دقیقه و سرعت‌های دورانی 1200، 1400 و 1600 دور در دقیقه استفاده و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از شبیه‌سازی فرایند به نمونه استاندارد شبیه‌سازی تست کشش اعمال شده و نمودارهای تنش-کرنش از نمونه شبیه‌سازی شده به‌دست آمد و مقادیر استحکام محاسبه شد. نتایج نشان داد، حداکثر استحکام تسلیم 151 مگاپاسکال و مقاومت کششی نهایی 301 مگاپاسکال برای پارامترهای بهینه سرعت چرخش ابزار1400 دور در دقیقه و سرعت پیشروی 22 میلی‌متر در دقیقه بوده است.

simulation of the parameters of frictional stirring process and its effect on the strength of welded aluminum alloy 5083

new methods have been developed to connect parts to each other. in this paper, by simulating a finite element model of the friction stir processing by applying the schmidt thermal model and using the equations of this thermal model instead of pin and shoulder simulation of the friction stir processing, the frictional heat is modeled numerically. and it is applied to abaqus by fortran code using subroutine dflux. one of the advantages of this method is that there is no need to simulate the shoulder tool and the pin tool, and it significantly reduces the analysis time with acceptable results. in this method, the temperature distribution is applied to the work piece by thermal model formulas, and the lack of modeling of tool movement and tool friction in the piece causes the modeling of the plastic flow around the tool not to be done accurately, although the plastic strains are applied to the test sample. properties of aa5083 are applied to the plate. indirect analysis instead of arbitrary lagrangian-eulerian ( ale ) equations analysis in the present study has resulted in a suitable modeling of the friction stir processing and a suitable solution method with a shorter analysis time minimizes the possibility of creating errors in other methods. the process parameters such as traverse feed and tool rotational speed are varied to obtain the optimum parameters for maximum strength. diagrams were obtained from the simulated sample and the strength values were calculated. in the simulation ، the maximum yield strength of 151 mpa and ultimate tensile strength of 301 mpa were obtained for the optimum parameters; tool rotational speed of 1400 rpm and traverse feed of 22 mm/min.