12867

12867

شبيه سازي عددي انتقال حرارت و توزيع تنش در جوش پرتو الكتروني(EBW) اينكونل 718

كارشناسي ارشد

مواد - شناسايي و انتخاب مواد

اسفندماه 1392

اسفندماه 1392

دكتر محمدرضا ابوطالبي - دكتر سيد حسين سيدين

چكيده در اين پژوهش، نحوه توزيع حرارت و تنش¬ پسماند حاصل از جوشكاري پرتو الكتروني (EBW) ورق¬هايي از جنس سوپرآلياژ اينكونل 718به صورت اتصال لب به لب به روش اجزاء محدود شبيه¬سازي شد. بدين منظور يك مدل تركيبي حرارتي-مكانيكي در مقياس سه بعدي و به كمك نرم افزار اجزاء محدود ANSYS 14.0 توسعه داده شد. مدل¬هاي حرارتي و مكانيكي به صورت غيرمستقيم كوپل شده و در يك ماكرو كد (APDL) در محيط نرم افزار، برنامه نويسي شده¬اند. منبع حرارتي جوشكاري به صورت يك مدل تركيبي در تحليل حرارتي اعمال شده است. هم¬چنين، تغيير فاز جامد/مذاب با استفاده از روش انتالپي و جريان سيال درون حوضچه جوش با استفاده از تصحيح ضريب هدايت حرارت، مدل شده است. در مدل مكانيكي نيز، قانون سخت¬شوندگي جنبشي و معيار تسليم فون مايزز جهت تشريح رفتار سيلان ماده مورد استفاده قرار گرفته است. به منظور اعتبارسنجي مدل، نتايج شبيه¬سازي با نتايج تجربي موجود مقايسه و تطابق نسبتا خوبي مشاهده شده است. براساس تحقيقات آزمايشگاهي موجود، پارامترهاي بهينه مدل منبع حرارتي استخراج شده و ضريب تصحيح هدايت حرارتي براي مدل كردن انتقال حرارت همرفتي درون حوضچه جوش، معادل با 5/1، بدست آمده است. با استفاده از مدل تاييد شده، تاثير پارامترهاي مختلف جوشكاري(ولتاژ، جريان و سرعت جوشكاري) بر توزيع دما و تنش پسماند بررسي شده است. نتايج نشان داد كه مقاديرمناسبولتاژ، شدت جريان و سرعت جوشكاري اين اتصال، به ترتيبkV140، mA10 و mm/s10 مي¬باشد. هم¬چنين اثر پلاستيسيته، قيدهاي مكانيكي و نگه-دارنده¬ي خارجي بر توزيع تنش مطالعه گرديده است. كلمات كليدي: جوشكاري پرتو الكتروني، اجزاء محدود، اينكونل 718، منبع حرارتي