-
در تحقیق حاضر توزیع دما و تنش های پسماند در اتصال جوشی لوله های فولادی زنگ نزن SUS304 با تحلیل ترمو- الاستیک- پلاستیک و به روش عددی محاسبه شده است. این اتصال جوشی، یک اتصال لب به لب محیطی است که جوشکاری در دو پاس به روش قوس تنگستنی با گاز محافظ صورت گرفته است. فرآیند جوشکاری به صورت دو بعدی و سه بعدی در نرم افزار اجزای محدود ABAQUS، به کمک یک زیر برنامه به منظور اعمال شار حرارتی، شبیه سازی شده است. جهت مدل سازی پاس های جوش و ورود المان های مذاب به داخل حوضچه ی جوش از تکنیک تولد و مرگ المان ها سود برده شده است. پس از مدل سازی فرآیند، تاثیر ترتیب جوشکاری بر شکل گیری تنش های پسماند در لوله با در نظر گرفتن چهار نوع حرکت پیشنهادی مورد بررسی قرار گرفته است. در پایان تاثیر فرآیند هیدروتست پس از جوشکاری بر کاهش تنش های پسماند مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد انتخاب ترتیب مناسب جوشکاری می تواند تنش های پسماند کششی را به صورت قابل ملاحظه ای کاهش و در مواقعی آن ها را به تنش های فشاری تبدیل نماید. همچنین، بارگذاری هیدروتست پس از فرآیند جوشکاری می تواند تا 65 درصد تنش های پسماند جوشی را کاهش دهد.
In the present study, temperature fields and residual stress states in the weld joint of the stainless steel pipe are computed numerically using a thermo-elastic-plastic analysis. This weld joint is a circumferential butt-weld one and is done in two passes using gas tungsten arc welding. Welding procedure is simulated in two and three dimensions using a subroutine developed in finite element ABAQUS software for applying heat flux. Furthermore, the element birth and death technique is used to simulate weld passes and filler metal deposition into the weld pool. When the simulation is done, the effect of welding sequence on welding residual stresses are considered using four different welding sequences proposed. Finally, the effect of hydrotest process in decreasing the residual stresses is evaluated. The results of the simulation show that selecting a suitable welding sequence can substantially decrease the amount of tensile residual stresses and can change them to compressive stresses in certain situations. Also the results of this research show that applying a hydrotest pressure after welding process can reduce welding residual stresses up to 65%. -
Iranian Journal of science and Technology (B: Engineering), Volume:32 Issue: 4, August 2008, PP 367 -383Accurately predicting welding residual stresses and developing a convenient welding sequence for a weld system is an appropriate task since welding residual stress is inevitably produced in a welded structure. In this work, the effect of layered, block and cascade welding sequences on the thermo-mechanical response of shell weldments is studied by use of a 3-D thermo-viscoplastic model. An Anand model is used to simulate the rate dependent plastic deformation of welded materials. At the same time, modeling of the welded region in the present study has been done on the basis of the "isothermal melting pool" approach. The temperature dependency of the thermal and mechanical properties of materials is considered in the analysis and the effect of the welding speed and welding lag, and the inter-pass temperature is introduced into the model as well. Thus, the model presented here has provided a convenient welding sequence to enhance the fabrication process of a circular weld.
-
Preheating treatment and employing a proper welding sequence are introduced as two efficient approaches for reducing residual stresses in welding processes. Selecting a right welding sequence and a proper preheating temperature for a weld system are crucial tasks, since welding residual stresses are inevitably produced in a welded structure. However, obtaining residual stresses is very complex, and much time is needed in some cases, particularly for the modeling and prediction of residual stresses in welded structures. So in this work, we attempt to show that these stresses depend on generated entropy during the arc welding process. Thus by obtaining thermal irreversibility effects from temperature distribution, due to a variation of different welding parameters, selection of optimum factors to achieve minimum residual stress is not only possible, but easier to undertake. In the proposed method, it is not a necessity to obtain residual stress values, and one can predict the behavior of residual stress qualitatively. To do so, 3D numerical models are employed to study the similar behavior of created residual stresses and entropy due to a variation of different preheating temperatures and three common welding sequences.
-
جوشکاری به طور گسترده ای در صنایع برای مونتاژ محصولات مختلف مانند کشتی، اتومبیل، قطار و پل استفاده می شود. اعوجاج جوش اغلب نتایجی مانند عدم دقت ابعادی در طول مونتاژ و افزایش هزینه های ساخت را درپی دارد. بنابراین، پیش بینی و کاهش اعوجاج جوش برای بهبود کیفیت سازه جوش داده شده بسیار مهم است. در این مطالعه پیش بینی اعوجاج ابتدا با استفاده ترکیب آنالیز المان محدود حرارتی الاستیک - پلاستیک و روش الاستیک که بر اساس تئوری تغییرشکل های ذاتی است، توسعه داده شد. پس از آن تغییرشکل های ذاتی اتصالات جوشی در طول پروسه جوشکاری پانل بزرگ بدست آمد و خصوصیات آن مورد بررسی قرار گرفت. پس از بدست آوردن تغییرشکل های ذاتی از روش سودمند الاستیک جهت آنالیز اعوجاج پانل بزرگ استفاده شد. در نهایت تاثیر ترتیب جوشکاری بر روی اعوجاج پانل بزرگ بررسی شد. نتایج آنالیز الاستیک اعوجاج هایی را در لبه های پانل و مناطق داخلی آن نشان داد، که با تغییر ترتیب جوشکاری تقویتی های پانل به یک ترتیب جوشکاری متقارن می توان این اعوجاج ها را کاهش داد.کلید واژگان: شبیه سازی جوش, روش الاستیک, پانل تقویت شده, ترتیب جوشکاری, اعوجاجIncreasingly, Welding is used in industry for assembled various products, such as ships, cars, trains and bridges. Welding distortion often results such as lack of accuracy during assembly and will have increases manufacturing costs. So, predict and reduce welding distortion is very important to improve the quality of welded structures. In this study, firstly, a prediction method of welding distortion, which merges thermo-elastic-plastic finite element method (FEM) and large deformation elastic FEM based on inherent strain theory, was developed. Secondly, the inherent deformations of weld joints in a large thin plate panel structure were calculated using the thermo-elastic-plastic FEM and their specifications were also examined. Then, using the obtained inherent deformations, the usefulness of the proposed elastic FEM was demonstrated through the prediction of welding distortion in the large thin plate panel structures. Finally, the influences of welding sequence on distortion were investigated. The results of elastic analysis shows distortion in edges and interior parts of the panels, that can be reduced by changing welding sequence to symmetrical welding sequence.Keywords: Welding simulation, Elastic method, Reinforced panel, Welding sequence, Distortion
-
مطالعات انجام شده بر روی فرآیند جوشکاری قطعات آلومینیومی نشان می دهد تنش های پسماند و تغییرشکل های بعد از فرآیند جوشکاری از عوامل مهم کارایی سازه است و عوامل فراوانی در ایجاد این تنش ها وتغییرشکل ها وجود دارند که میزان تاثیر هر یک از آنها متفاوت است. در این پژوهش تاثیر متغیرهای هندسی فلز جوش (تقعر وتحدب، اندازه ساق و میزان نفوذ جوش) و توالی جوشکاری بر میزان تنش و تغییرشکل پسماند در جوشکاری آلیاژ آلومینیوم 321- H 5083 به روش اجزای محدود و به وسیله ی نرم افزارAnsys شبیه سازی شد. صحت مدل ترموالاستو – پلاستیک مورد استفاده بوسیله بررسی های متالوگرافی و اندازه گیری اعوجاج ناشی از جوشکاری مورد بررسی شد. در گام بعدی میزان ساق، پروفیل سطحی، عمق نفوذ و توالی جوش به گونه ای بهینه شد تا میزان تنش پسماند و اعوجاج کمینه گردد. نتایج نشان داد که اعوجاج بیشتر به دلیل حجم جوش بیشتر است که با در نظرگرفتن توالی مناسب جوشکاری می توان تنش و تتغییرشکل پسماند را به حداقل رساند.کلید واژگان: هندسه, توالی, تنش و تغییر شکل پسماند, اتصال T, آلومینیم 321, H 5083Studies on welding process of Aluminium weldments shows that post-weld residual stress and deformation are influential on structure efficiency and there are different variable which affect these stresses and deformation. In this study the effect of geometrical variables and welding sequence on residual stresses and deformation in Aluminium H321 have investigated by the finite element software Ansys. Thermo elastic-plastic model was verified by metallography experiment and measurement of post-weld deformation afterward, weld leg, penetration depth and welding sequence were optimized to minimize the distortion. It was concluded that weld-volume increase post-weld distortion and it can be minimize by choosing an appropriate weld sequence.Keywords: friction Geometry, Sequence, Residual stress, distortion, T joint, 5083, H321 aluminum
-
در این پژوهش، به بررسی جوشکاری گشودگی روی یک پوسته آلومینیومی و بررسی تاثیر ترتیب جوشکاری بر تنش های پسماند و اعوجاج بعد از جوشکاری به کمک شبیه سازی المان محدود در نرم افزار تحلیل گر آباکوس پرداخته شده و با شبیه سازی در نرم افزار سیسولد، نتایج این دو نرم افزار نیز مقایسه شده اند. همچنین با استفاده از داده های تجربی، به مقایسه نتایج شبیه سازی و آزمایش تجربی پرداخته شده است. نتایج نشان داده است که توزیع دمایی در نقاط مختلف مسیرجوشکاری یکنواخت نمی باشد که مهمترین عامل این رخداد، غیریکنواختی هندسه جوشکاری است. هرچه تعداد مراحل جوشکاری بیشتر شود، باز توسعه حرارتی و همچنین اختلاف بین پیک های حرارتی در موقعیت های مختلف بیشتر خواهد شد که این خود بر توسعه تنش های پسماند و همچنین اعوجاج بعد از جوشکاری اثر گذار خواهد بود. نتایج بررسی تنش های پسماند حاکی از آن است که هرچه تعداد ترتیب های جوشکاری بیشتر شود، پیک تنش های پسماند کاهش پیدا می کند و توزیع یکنواخت تری در تنش ها ایجاد می شود. موضوع حائز اهمیت در اعوجاج ایجاد شده در این سازه، میزان کشیدگی به داخل و همچنین تغییر مکان و تغییرشکل مسیرجوشکاری است. نتایج نشان می دهد که هرچه میزان اعوجاج در ناحیه جوش (کشیدگی به بیرون) بیشتر باشد به همان نسبت میزان کشیدگی به داخل بیشتر خواهد بود.کلید واژگان: ترتیب جوشکاری, المان محدود, تنش پسماند, اعوجاجIn this research, opening welding on an aluminum shell and investigating the effect of welding sequence on residual stresses and distortion after welding by finite element simulation have been investigated. Then, the results are compared in ABAQUS and SYSWELD.Using experimental data, simulation and experimental results are compared. The temperature distribution is not uniform in different area of the welding zone, the most important factor in this incident is the non-uniform welding geometry. Thermal retransmission and the difference between thermal pick in different situations increases with increase of welding steps, which will affect the development of residual stresses as well as distortion after welding. The peak of the residual stresses is reduced and more uniform distribution occurs as the number of welding sequences increases.. The results show that the higher the distortion in the weld region (the elongation), the greater the amount of elongation. Also, the amount of elongation will be greater, with the higher the distortion in the weld area.Keywords: Welding sequence, Finite element, Residual stress, Distortion
-
در این مقاله تاثیر ترتیب جوشکاری بر روی مقدار و چگونگی تغییرشکل های حاصل از جوشکاری قوسی با گاز محافظ (GAMW) در سازه عرشه کشتی به روش المان محدود به صورت عددی مدل و شبیه سازی شده است. بدین منظور ابتدا یک مدل حرارتی سه بعدی به کمک نرم افزار المان محدود Ansys ایجاد کرده و مورد بررسی قرار گرفته است. برای اعمال حرارت منبع حرارتی در حین جوشکاری یک کد ماکرو بر اساس مدل گلداک در محیط نرم افزار برنامه نویسی شده است. سپس بوسیله تحلیل مکانیکی در محیط نرم افزار تغییرشکل ها بدست می آید. شرایط مدل سازی بصورت سه بعدی، گذرا و غیر خطی می باشد. برای اضافه نمودن فلز جوش در حین جوشکاری از تکنیک تولد و مرگ المان ها استفاده شده است. به علت گرادیان دمایی بالا در ناحیه جوش، خواص حرارتی و مکانیکی ماده به صورت متغیر با دما لحاظ گردیده است. در ادامه به منظور بررسی دقیق تر مقدار و چگونگی تغییرشکل های حاصل شده، تاثیر ترتیب های مختلف جوشکاری در خطوطی بر روی مدل مورد ارزیابی قرار گرفته است. در نهایت مشخص شده است که ترتیب های مختلف جوشکاری با توزیع حرارت گوناگون روی سازه باعث بوجود آمدن تغییرشکل های متفاوت می شوند. این تغییرشکل ها نه تنها مقادیر مختلفی دارد، بلکه فرم آنها نیز با یکدیگر متفاوت است.کلید واژگان: ترتیب جوشکاری, شبیه سازی حرارتی, تغییرشکل ها, المان محدود, سازه عرشه کشتیIn this paper, the effect of welding sequence on the magnitude and shape of distortion in ship hull structure is investigated. The simulation consists of sequentially coupled thermal and mechanical analyses using an element birth and death technique to model the addition of welding metal to the work piece. Thermal distribution in steel ship hull structures welded by gas metal arc welding is investigated using 3D finite element method (FEM) in ANSYS commercial code. A macro code programmed based on Goldak model is developed to apply thermal loading generated by the heat sources. The analyses are planned to be performed for 3D, transient and nonlinear conditions. In continue to exact investigation the effect of welding sequence on the magnitude and shape of distortion in ship hull structure, evaluation of the results are drawn on lines. Finally, it clearly found significant features of distortion, where not only the magnitude but also the deformed shape of welding distortion is obviously different.Keywords: Welding sequence, Thermal simulation, deformation, Finite element, ship hull structure
-
درپژوهش حاضر بر اساس یک مدل اجزاء محدود صحه گذاری شده، ابتدا تاثیر متغیرهای طول، ضخامت، شدت جریان، تجانس اتصال، توالی و مدت زمان تقید، بر میزان تغییرشکل پسماند در اتصال نامتجانس جوشی بین فولاد کربنی CK4(1.1005) و فولاد زنگ نزن (AISI409(1.4512 بررسی و سپس میزان اعوجاج جوش در اتصال مذکور با لحاظ کردن زمان تقید، شدت جریان وتوالی مورد استفاده، کمینه گردید. نتایج نشان داد که در اتصال نامتجانس مورد بررسی، حداقل اعوجاج پسماند زمانی روی می دهد که شدت جریان 95 آمپر، توالی متقارن و زمان تقید در فیکسچر، 120 ثانیه مورد استفاده قرار گیرند.
کلید واژگان: اتصال نامتجانس, اعوجاج جوشی, طول جوش, شدت جریان جوشکاری, توالی جوشکاریIn the present study, the effects of the length, thickness, welding current, welding sequence, holding time in the fixture and similarity of the base metals on welding residual distortion of dissimilar joint between carbon steel CK4 and stainless steel AISI409 were firstly investigated on the basis of a verified finite element model. Then, considering the welding current, fixing time and sequence of welding operation, the magnitude of welding residual distortion was minimized. The results showed that in the studied dissimilar joint, the minimum distortion occurred when the welding current was about 95A; fixing time was 120 sec and symmetric layout was used.Keywords: Dissimilar Joint, Welding Distortion, Welding Length, Welding Current, Welding Sequence -
جوشکاری به عنوان یکی از مهمترین روش های ساخت در شناورها مطرح است. از طرفی در پروسه های جوشکاری، در حین گرم و سرد شدن، تنش های حرارتی در فلز جوش و مناطق نزدیک به آن سبب به وجود آمدن نیروهای داخلی می شوند که عامل ایجاد خمش، کمانش و پیچش در قطعه است. به این تغییر و جابجائی پیچیدگی می گویند. برای حل مشکل پیچیدگی قطعات جوشکاری سه بحث مطرح می شود، اول بهبود روش های جوشکاری و ساخت جهت پیشگیری از اعوجاج، دوم در نظر گرفتن تلرانس های قابل قبول اعوجاج در طراحی و سوم از بین بردن اعوجاج به وجود آمده. یکی از بهترین روش ها در حل مشکلات پیچیدگی تیرک های بلند جوشکاری در شناورها، پیشگیری از به وجود آمدن اعوجاج با اتخاذ ترتیب جوشکاری مناسب است. در این تحقیق برای کاهش پیچیدگی تیرک های جوشی آلومینیومی، به طول 4 متر، سه ترتیب جوشکاری متفاوت بررسی شده و بعد از انجام تست بر روی نمونه آزمایشگاهی و انتخاب بهترین روش، جوشکاری قطعه ی اصلی با حداقل پیچیدگی انجام شده است. نتایج تحقیقات نشان می دهد که اولا در این موارد، بهترین روش برای حل مشکلات پیچیدگی تیرها، جلوگیری از به وجود آمدن اعوجاج است، و رفع پیچیدگی در این موارد بسیار مشکل و در بعضی موارد غیر ممکن است. ثانیا برای جلوگیری از پیچیدگی، بهترین راه تعیین ترتیب جوشکاری مناسب است.
کلید واژگان: جوشکاری, پیچیدگی, آلومینیوم, هاورکرافتWelding is one of the most important production methods in marine vehicle. Otherwise in welding process while the welding metal is heated or cooled temperature tension around the welding metal cause internal forces which is a factor of bending, bulking and rotating in the parts. This change or displacement is known as distortion. In order to solve the distortion problem of welding peaces three discussion is developed. The first is optimization of the welding and production method for prevention of distortion. The second one an acceptable distortion tolerance is predefined and used in design. The Third one is repairing the produced distortion. One of the best methods in solving the problems of bending in long truss welding in marine vehicle is prevention of creating distortion by using a suitable welding sequence. In this research in order to reduce the bending of aluminum truss welding with 4 meter length, three different procedure is investigated and after testing on the prototype the best method is chosen. And the original peace is welded with the minimum distortion. The research result reveals that the best method for solving the problem of bending truss is preventing the distortion creation. Resolving the distortion in these cases is too difficult and in some cases improbable. Otherwise in order to prevent the distortion the best method is suitable welding sequence identification. -
بررسی کمانش پوسته های استوانه ای آلومینیومی یکی از موضوعات مهم درساخت انواع زیردریایی می باشد. باتوجه به آنکه درساخت پسته های استوانه ای اغلب از روش های معمول جوشکاری استفاده می شود، ارزیابی دقیق ازحدتحمل کمانش پوسته های آلومینیومی ازاهمیت ویژه ای برخوردار است. دراین تحقیق تاثیرجوشکاری دریک پوسته استوانه ای ازجنس آلومینیوم دریایی 5083 تحت بارگذاری هیدرواستاتیک خارجی به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرارگرفته است. درابتدا با استفاده از روابط تحلیلی مقدار فشارکمانش یک نمونه پوسته استوانه ای آلومینیومی قبل از جوشکاری بدست آمده است وسپس حل عددی بار بحرانی کمانش توسط نرم افزارالمان محدودABAQUS موردارزیابی قرارگرفته ونتایج آن باروابط تحلیلی اعتبارسنجی شده است. برای بررسی اثرهای تنش های پسماند ناشی از جوشکاری، عمل جوشکاری بر روی استوانه شبیه سازی شده و بار بحرانی کمانش بعد از جوشکاری بدست آمده است. درادامه یک پوسته استوانه ای ازجنس آلومینیوم دریایی 5083 به روش رول کردن و جوشکاری خط طولی ساخته شده و تست کمانش هیدرواستاتیکی برروی آنان جام شده است. نتایج تحلیل المان محدود نشان می دهدکه میزان تحمل فشارخارجی این پوسته نسبت به حالت یک هدرزجوش نداشته باشد درحدود 50 درصدکاهش یافته است.کلید واژگان: کمانش, جوشکاری, تنش پسماند, پوسته استوانه ایIn this paper, experimental of residual stress and distortion generated when welding a and numerical studies were carried out to investigate the welding effects on the buckling behavior of aluminum cylindrical shells under external hydrostatic pressure. The cylindrical shell that is made of AL 5083 was tested under hydrostatic pressure before and after it was welded. Also, the numerical study was done by finite element software code "ABAQUS". Moreover, numerical simulation based on finite element modeling was used to study the influence of welding sequences on the distribution cylindrical shell. The simulation consisted of sequentially coupled thermal and structural analyses. sequences on the d numerical results were adopted.Keywords: Buckling, Welding, Residual Stress, Cylindrical Shell
نکته:
-
از آنجا که گزینه «جستجوی دقیق» غیرفعال است همه کلمات به تنهایی جستجو و سپس با الگوهای استاندارد، رتبهای بر حسب کلمات مورد نظر شما به هر نتیجه اختصاص داده شدهاست.
- نتایج بر اساس میزان ارتباط مرتب شدهاند و انتظار میرود نتایج اولیه به موضوع مورد نظر شما بیشتر نزدیک باشند. تغییر ترتیب نمایش به تاریخ در جستجوی چندکلمه چندان کاربردی نیست!
- جستجوی عادی ابزار سادهای است تا با درج هر کلمه یا عبارت، مرتبط ترین مطلب به شما نمایش دادهشود. اگر هر شرطی برای جستجوی خود در نظر دارید لازم است از جستجوی پیشرفته استفاده کنید. برای نمونه اگر به دنبال نوشتههای نویسنده خاصی هستید، یا میخواهید کلمات فقط در عنوان مطلب جستجو شود یا دوره زمانی خاصی مدنظر شماست حتما از جستجوی پیشرفته استفاده کنید تا نتایج مطلوب را ببینید.
* با توجه به بالا بودن تعداد نتایج یافتشده، آمار تفکیکی نمایش داده نمیشود. بهتراست برای بهینهکردن نتایج، شرایط جستجو را تغییر دهید یا از فیلترهای زیر استفاده کنید.
* ممکن است برخی از فیلترهای زیر دربردارنده هیچ نتیجهای نباشند.
* ممکن است برخی از فیلترهای زیر دربردارنده هیچ نتیجهای نباشند.
متن مطلب
اعتبار نشریه
-
معتبرحذف فیلتر