توصيفگر ها :
جوشكاري اصطكاكي دوراني , روش شبيه سازي , روش اجزاي محدود , آباكوس , آلياژ اينكونل 718 , مدل ساختاري جانسون آورامي , سابروتين نويسي
چكيده فارسي :
فرايند جوشكاري اصطكاكي دوراني يكي از فرايندهاي صنعتي است كه به دلايل مختلف امكان اندازه‌‌گيري پارامترهاي مختلف آن فراهم نيست به همين دليل لازم است تا از روش شبيه‌‌سازي براي آگاهي از اين اطلاعات استفاده شود. روش اجزاي محدود يكي از روش‌‌هاي عددي است كه بر پايه حل تقريبي معادلات ديفرانسيل جزئي طراحي شده و در نرم‌‌افزار آباكوس از اين روش استفاده مي‌‌شود. در اين تحقيق به بررسي اتصال دو لوله مشابه آلياژ اينكونل 718 پرداخته شده است. آلياژ اينكونل 718 به عنوان يك سوپرآلياژ پايه نيكل با ساختار آستنيتي شناخته مي‌‌شود كه به دليل داشتن استحكام، مقاومت به خوردگي، چكش خواري، اكسيداسيون و مقاومت خزشي مناسب در دماي بالا، كاربردهاي مختلفي در ساخت توربين‌هاي گازي، موتورهاي موشك، صنايع هوافضا، نيروگاه‌‌ها و صنايع شميايي دارد. به همين دليل لازم است تا جوشكاري آن به گونه‌‌اي انجام شود تا وجود جوش به عنوان يك عيب در استفاده آن در صنعت تأثير گذار نشود. به منظور استخراج پارامترهاي مهم فرايند كه بر تحولات متالورژيكي قطعات تأثير گذار هستند از شبيه‌‌سازي اجزاي محدود با استفاده از نرم افزار آباكوس استفاده شد. در اين شبيه‌‌سازي تلاش شد تا پارامترهاي مكانيكي-حرارتي به ويژه پارامترهاي تنش، كرنش، نرخ كرنش و دما در طول زمان براي نقاط مختلف قطعه با بيشترين دقت شبيه‌‌سازي شود و نتايج آن با دقت خوبي با نتايج آزمون عملي منطبق شد. در ادامه به منظور بررسي تحولات ريزساختاري از مدل‌‌‌‌هاي ساختاري مثل جانسون-آورامي استفاده شد. با استفاده از اين مدل‌‌ها خروجي‌‌هاي حاصل از اجزاي محدود به متغيرهاي متالورژيكي با استفاده از كدنويسي به زبان فرترن-سابروتين نويسي تبديل شد. با استفاده از اين معادلات ضخامت ناحيه متأثر از تبلور مجدد براي مركز و كناره¬هاي لوله به ترتيب 480 و850 ميكرومتر به دست آمد كه اين اعداد در گزارش آزمون عملي به ترتيب 500 و800 ميكرومتر عنوان شد. علاوه براين اندازه دانه در مركز لوله و مجاور فصل مشترك جوش 2-9/1 حاصل شد كه آزمون عملي مقدار 1/2 را گزارش داده است. ورودي‌‌هاي لازم جهت انجام اين شبيه‌‌سازي براي آلياژ اينكونل 718 از مقاله نلسون وهمكاران گرفته شد و در پايان نتايج به دست آمده با استفاده از داده‌‌هاي همين مقاله اعتبار سنجي شد.
چكيده انگليسي :
The rotary friction welding process is one of the industrial processes that, due to various reasons, it is not possible to measure its different parameters, for this reason, it is necessary to use the simulation method to know this information. The finite element method is one of the numerical methods that is designed based upon the approximate solution of partial differential equations and this method is used in Abaqus software. In this research, the connection of two similar pipes of Inconel 718 alloy has been studied. Inconel 718 alloy is known as a nickel-based superalloy with an austenitic structure, which has various applications in the construction of gas turbines, rocket engines, aerospace industries, and power plants due to its strength, corrosion resistance, ductility, oxidation, and creep resistance at high temperatures. For this reason, it is necessary to weld it in such a way that the presence of welding as a defect does not affect its use in the industry. Finite element simulation with Abaqus software was used to extract the critical parameters of the process affecting the metallurgical evolution of the parts. This simulation attempted to simulate the mechanical-thermal parameters, particularly the stress, strain, strain rate and temperature parameters over time and at different locations of the component with the highest accuracy, and the results agreed with the results of the practical test with good Accuracy. In the following, structural models such as Johnson-Avrami were used to study the microstructural changes. Using these models, finite element outputs were converted to metallurgical variables using FORTRAN subroutine writing language encoding. Using these equations, the thickness of the region affected by recrystallization was obtained as 480 and 850 microns for the center and sides of the tube. In the practical test report, these numbers were given as 500 and 800 micrometers respectively. In addition, the grain size in the center of the pipe and adjacent to the weld interface was 1.9-2.0. The practical test gave a value of 2.1. The necessary inputs to run this simulation for the Inconel 718 alloy were taken from the article by Nelson et al. removed.
