بررسی اثر تنش های پسماند حاصل از جوشکاری بر رفتار دیوار برشی فولادی

مهندسی عمران فردوسی

مقاله 3، دوره 27، شماره 2 - شماره پیاپی 17، اسفند 1394، صفحه 31-42   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/civil.v27i2.31946

نویسندگان

مجید قلهکی¹؛ فرزان خالدی^{* 1}؛ هادی معین²

¹دانشگاه سمنان

²دانشکده علوم مهندسی، دانشگاه سایمون فریزر برنابی، بریتیش کلمبیا، کانادا

چکیده

دیوار برشی فولادی یک سیستم باربر جانبی نوین است که در آن ورق فولادی طی فرآیند جوشکاری سنگین توسط تسمه های واسط به قاب پیرامونی متصل می شود. معمولاٌ برای اتصال ورق های فولادی به قاب پیرامونی از جوش ذوبی استفاده می شود. این جوشکاری به دلیل افزایش موضعی دما تا حد دمای ذوب در محل اتصال و سپس سرد شدن سریع محل اتصال و توزیع نامتقارن دما و کرنش های پلاستیک، باعث ایجاد تنش های پسماند در فلز جوش و فلز پایه می شود. این مسئله می تواند بر رفتار مکانیکی ورق و قاب پیرامونی تأثیرگذار باشد. در این مقاله جوشکاری ورق به اعضای محیطی به صورت دو بعدی و کوپل غیرمستقیم حرارتی- مکانیکی از طریق کدنویسی در نرم افزار آباکوس مدل سازی شده و فلاکس حرارتی به صورت سطحی و دایره ای شکل اعمال شده است. اعمال فرآیند جوشکاری و مدل سازی تنش های پسماند در ورق های دیوار برشی فولادی سه طبقه دارای اتصال گیردار نشان می دهد که میزان سختی، بار تسلیم، بار نهایی، شکل پذیری و جذب انرژی در مدل دارای تنش پسماند نسبت به مدل بدون تنش پسماند به ترتیب 7.1%، 1.3%، 1.2%، 7.1% و 3.1% کاهش یافته است.

کلیدواژه‌ها

دیوار برشی فولادی؛ جوشکاری؛ تنش پسماند

سایر فایل های مرتبط با مقاله

EditNoMarkup3-gholhaki.pdf

مراجع

1. Sabouri-Ghomi, S., Roberts, T.M., "Nonlinear Dynamic Analysis of Steel Plate Shear Walls Including Shear and Bending Deformations", Engineering Structures, vol. 14, No.5, pp. 309-317, (1992).

2. Caccese, V. , Elgaaly, M., "Experimental Study of Thin Steel-Plate Shear Walls Under Cyclic Load", J. of Str. Engrg., ASCE, vol. 119, No. 2, pp. 573-587, (1993).

3. صبوری، سعید، قلهکی، مجید، ],«مطالعۀ آزمایشگاهی دو نمونه دیوار برشی شکل‌پذیر»، نشریۀ علمی-پژوهشی امیرکبیر/ سال نوزدهم، شمارۀ ج-68،(مهندسی عمران)، (بهار و تابستان 1387).

4. Masubuchi.k, "Analysis of Welded Structures, Residualstresses Distortion, and their Consequences", New York, Pergamon Press, (1980).

5. Yajiang,L., Jun,W., Maoai,C and Xiaoqin, S. " Finite Element Analysis of Residual Stress in Weld Zone of High Strength Steel",. Bull mater Sci, Vol.27, No.2, pp.127-132, (2004).

6. chang, P,H., Teng, T.," Numerical and Experimental Investigations on the Residual Stresses of the Butt-Welded Joints",. computional Materials Science, Vol.29, pp.511-522, (2004).

7. Syngellakis, S., Mellor, B., "Finite Element Analysis of Residual Stresses in Butt Weld", Computational Engineering & Design Group, School of Engineering Sciences, University of Southampton, Highfield, Southampton. SO17 1BJ, (1999).

8. D D, Hidekazu Murakawa, "Prediction of Welding Distortion and Residual Stress in a Thin Plate Butt-Welded Joint",. Computational Materials Science, vol. 43, pp. 353–365, (2008).

9. ATC Guidelines for Seismic Testing of Components of Steel Structures, Applied Technology Council, Report 24,. (1992).

10.قلهکی، مجید، «بررسی رفتار دیوارهای برشی فولادی شکل‌پذیر با ورق نازک و اثر نوع اتصال تیر به ستون در آنها»، رسالۀ دکتری، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی ،(1386).

11. Krutz,L, G.w., J,Segerlind, "Finite Element Analysis of Welded Structures",. Welding Journal, vol. 57, pp. 211-216, (1987)

12. Friedman, E. "Thermo-mechanical Analysis of Welding Process Using the Finite Element Method",. Jornal pf pressure vessel Technology, Trans. ASME, vol. 97, pp. 206-213, (1975).

13. معین، هادی ،«تحلیل المان محدود تنش پسماند در یک اتصال جوشی از جنس آلومینویم استحکام بالا"، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، (1389).