بررسی تجربی و عددی اثر تنش پسماند جوشکاری بر فرکانس های طبیعی

فرآیند ساخت، باعث بوجود آمدن تنش پسماند در سازه ها می شود. فرآیندهایی چون جوشکاری نیز در بوجود آمدن این تنش ها دخیل بوده و بنا به کاربرد، می توانند مفید یا مضر باشند. برای اندازه گیری تنش پسماند غالبا باید از تست های پرهزینه و زمان بر بهره جست، این درحالی است که تست مودال بسیار کم هزینه و سریع می باشد. در مواردی که تغییرات دقیق تنش مد نظر نبوده و تنها تغییرات کیفی آن مورد نظر است، تست مودال جایگزین مناسبی برای تست های اندازه گیری تنش پسماند می باشد. در مقاله حاضر، ابتدا قطعه آلومینیومی تحت آنالیز مودال تجربی قرار گرفته، سپس قطعات جوشکاری شده تحت تست مودال قرار می گیرند و فرکانس های طبیعی قبل و بعد از جوشکاری مقایسه می شوند. لازم بذکر است، تست مودال تجربی بوسیله روابط اولر-برنولی صحت سنجی شده است. علاوه بر آنالیز مودال تجربی، مدلسازی عددی فرآیند جوشکاری نیز صورت پذیرفته و علاوه بر صحت سنجی شبیه سازی فرآیند، نتایج عددی با نتایج تجربی مقایسه شده اند. مشاهده می شود جوشکاری موجب سخت شدن قطعه شده و فرکانس های طبیعی سازه را افزایش می دهد. این سختی محلی تمامی فرکانس های طبیعی قطعه را حدود 2 درصد افزایش داده که این بررسی توسط تحلیل عددی نیز صورت پذیرفته است. در این مقاله به بررسی کمی اثر تنش پسماند ناشی از جوشکاری برروی تغییرات فرکانس های طبیعی قطعه حاضر پرداخته می شود. از مقایسه فرکانس های طبیعی سازه می توان به وجود تنش پسماند پی برد و تغییر فرکانس بوجود آمده را با تنش پسماند ایجاد شده مرتبط دانست.