مدلسازی و بهینه سازی هندسه و کیفیت اتصالات در فرآیند جوشکاری مقاومتی نقطه ای با استفاده از روش اجزاء محدود و تحلیل های آماری

جوشکاری مقاومتی نقطه ای یکی از پرکاربردترین روش های اتصال ورق های نازک است که کاربرد زیادی در خودروسازی، لوازم خانگی و دیگر صنایع فلزی دارد. در این فرآیند هندسه دکمه جوش یکی از عوامل بسیار مهم و موثر بر خواص مکانیکی جوش، همچون استحکام کششی-برشی و استحکام خستگی است. از این رو در این تحقیق فرآیند جوشکاری مقاومتی نقطه ای برای اتصال ورق های فولادی کم کربن گالوانیزه ifو bh پرکاربرد در صنعت خودروسازی، توسط یک مدل اجزاء محدود کوپل مکانیکی-الکتریکی-حرارتی در محیط نرم افزاری ansysو برنامه نویسی با apdl، شبیه سازی شده است. در این راستا، با تحلیل مدل فرآیند، شکل و اندازه دکمه جوش پیش بینی گردید. مقادیر حاصل با نتایج آزمایشگاهی مطابقت خوبی را نشان می دهد. همچنین با استفاده از هندسه دکمه جوش به دست آمده از شبیه سازی، تحلیل استحکام کششی-برشی اتصال جوش انجام گرفته و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه و صحه گذاری گردید. سپس تأثیر پارامترهای مهم جوشکاری از جمله شدت جریان عبوری، مدت زمان عبور جریان و مقدار نیروی اعمالی بر روی هندسه دکمه جوش و استحکام اتصال بررسی گردید. در مرحله بعد با استفاده از داده های حاصل از شبیه سازی و به کارگیری روش تاگوچی، بهینه سازی فرآیند انجام شده و سطوح بهینه پارامترهای ورودی که باعث افزایش استحکام اتصال می شوند، تعیین گردید. همچنین بر اساس داده های شبیه سازی و به وسیله رگرسیون چند جمله ای ها، یک مدل ریاضی به منظور برقراری ارتباط بین متغیرهای ورودی و خروجی فرآیند بسط داده شد. در نهایت جهت دستیابی به حداکثر استحکام اتصال، بهینه سازی فرآیند با استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری و مدل ریاضی برازش شده، انجام یافت. در هر دو مورد نتایج بهینه سازی با داده های تجربی مطابقت خوبی را نشان می دهند.