تعیین موقعیت‌های جوش مقاومتی نقطه‌ای در ورق‌های مونتاژی به منظور افزایش استحکام اتصال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 استادیار- دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای یکی از روش‌های اتصال ورق‌های فلزی می‌باشد. موقعیت و تعداد جوش‌ها روی عملکرد استحکام ورق‌های مونتاژی، هزینه و زمان تولید تأثیر بسزایی دارد. از این رو در این مقاله رویکردی برای طراحی موقعیت نقطه جوش‌ها ارائه شده. ترکیب اجزاء محدود و بهینه‌سازی ازدحام ذرات استفاده شده است. یک نقطه جوش روی ورق‌های مونتاژ شده ایجاد و تحت آزمون کشش قرار گرفته تا رفتار مکانیکی آن بدست آید. با استفاده از این رفتار، نقطه جوش‌ در نرم‌افزار اجزاء محدود مدل‌سازی شده و نتایج با داده‌های تجربی سه نوع چیدمان متفاوت نقطه جوش‌ها (مقایسه و صحت مدل‌سازی مورد تأیید قرار گرفته است. پس از صحت‌سنجی، از این مدل برای فرایند بهینه‌سازی استفاده شده بنحوی که موقعیت نقطه جوش‌ها از طریق الگوریتم ازدحام ذرات تعیین و از طریق روش اجزاء محدود عملکرد آن ارزیابی می‌شود. با استفاده از این روش مشاهده شده که با انتخاب صحیح موقعیت دو، سه و چهار نقطه جوش‌ها، به ترتیب نیرو شکست تا 9/1، 13/2 و 76/2 برابر نسبت به نیروی شکست تک جوش افزایش یافته است. انتخاب چهار نقطه در دایره‌ی به شعاع 04/18 میلی‌متر و زاویه یکی از محورهای تقارن با محور بارگذاری 89/65 درجه است، 2.76 برابر استحکام اتصال را افزایش می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Optimization of the Spot Weld Locations for Increasing the Joint Strength of the welded plates

نویسندگان [English]

  • davood manafi 1
  • Davood Akbari 2
1 1Ph.D. Student, Department of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Resistance spot welding is one of the most common methods of joining especially in sheet metal assemblies. The number of spot welds and their pattern, strongly affects the joint strength, time and costs. So, a hybrid method of finite element and particle swarm optimization was introduced for determining the pattern of spot welds in this paper. At first, one spot weld joint was created on a sheet specimen, and mechanical properties of this joint were determined. The spot welding process of three cases was simulated and verified by three different experimental data. Particle swarm optimization and finite element method were linked to determine an optimum pattern of spot weld joint. This method was utilized for two, three and four spot welds. According to this research, fracture force of two, three, and four spot welds were 1.9, 2.13 and 2.76 times of one spot with the optimal pattern. The results indicate that the best pattern has four spots distributed on a circle with a radius of 18mm and the angle between loading axis and symmetric axis was 66 degrees.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Resistance spot welding
  • spot welding pattern
  • finite element method
  • Particle Swarm Optimization