بکارگیری روش های آماری در مدلسازی و تعیین سطوح بهینه پارامترهای تنظیمی در جوشکاری التراسونیک (USW) کامپوزیت پلی استر تقویت شده باالیاف شیشه

کامپوزیت های زمینه پلیمری به علت وجود مزایای بسیار مانند مقاومت در برابر خوردگی، خواص مکانیکی مناسب و هزینه ساخت پایین،بطور گسترده در صنایع مختلف بکار برده می شوند. فرآیند جوشکاری التراسونیک یکی از روش های نوین جوشکاری حالت جامد این نوعکامپوزیت ها است که در سال های اخیر پیشرفت های قابل توجهی در آن صورت گرفته است. در این پایاننامه از این روش جوشکاری برای اتصال سپری (T شکل) کامپوزیت پلی استر تقویت شده با الیاف شیشه استفاده شده است. جوشکاری اتصالات نمونه های استاندارد بهضخامت 4 میلی متر درشرایط پارامترهای گوناگون انجام شد. پارامترهای مختلفی در جوشکاری التراسونیک وجود دارد که باید قبل از شروعجوشکاری تنظیم شوند. با توجه به تاثیر این پارامترها بر روی استحکام و کیفیت اتصال جوشی، هدف خود را در این پایان نامه مطالعه تاثیرپارامترهای از جمله دامنه ، فشار، زمان جوشکاری و... بر روی خواص مکانیکی اتصال جوشی تعریف نموده ایم. در نهایت خواص مکانیکینمونه های جوشکاری شده بصورت عملی و با انجام آزمایش های کشش اندازه گیری شده است. سپس با استفاده از نتایج این آزمونها، مدل هاییتقریبی برای تخمین استحکام و کرنش شکست بر حسب پارامترهای ورودی ارائه شده است. به منظور کاهش تعداد آزمایشات و هزینه،اثرتغییر پارامترها و مقدار الیاف شیشه بر استحکام کشش اتصالات به کمک روش طراحی آزمایش سطح پاسخ (Responce Surface Method) با در نظرگرفتن چهارفاکتور در سه سطح، مورد بررسی قرار می گیرد. ، در این روش با در نظرگرفتن چهارفاکتور در سه سطح اثرتغییر پارامترهای جوشکاری و مقدار درصد الیاف شیشه را بر استحکام کششی اتصالات، بررسی شد. نتایج تحقیق نشان داد که مقدار الیافشیشه، دامنه ، فشار، زمان جوشکاری به ترتیب بیشترین تاثیر را بر استحکام جوش سپری این نوع کامپوزیت دارند. همچنین مقدار ماکزیممبرای نیروی گسیختگی در دامنه ارتعاش 28 میکرون، فشار جوشکاری 1.7 بار ،زمان جوشکاری 0.7 ثانیه و مقدار الیاف شیشه 18 % بدستآمد. مقدار ماکزیمم نیروی گسیختگی با انتخاب شرایط بهینه ی پارامترهای فرآیند 2148 نیوتن تخمین زده شد. طبق آزمایشات تائیدیمی توان گفت که مدل تجربی بدست آمده برای پیش بینی نیروی گسیختگی ، قادر به پیش بینی پاسخ با دقت کافی بوده و خطای مدلحداکثر 32 / 9 % می باشد.

کلیدواژه ها:

جوشکاری التراسونیک ، کامپوزیت ، استحکام کشش ، روش سطح پاسخ