16410

16410

تحليل شار حرارت در قطعه جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي به كمك روش حل معكوس

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي - علوم حرارتي

دي 1395

دكتر رضا معدوليت

مكانيك

جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي يك فرآيند حالت جامد است كه مزاياي بسياري نسبت به ساير روشهاي متداول جوشكاري دارد. تا امروز عمدتاً از اين فرآيند براي جوشكاري فلزات نرم استفاده شده است. استفاده از اين نوع جوشكاري براي فلزات سخت تر و يا آلياژهاي ناهمگون به منظور دستيابي به جوش با خصوصيات مكانيكي مطلوب، مستلزم مطالعات بيشتر مي باشد. يكي از مهمترين اطلاعات لازم جهت گسترش اين فناوري تحليل چگونگي رفتار حرارتي ابزار و قطعه طي فرآيند ميباشد. به منظور دستيابي به توزيع درجه حرارت به كمك روشهاي مستقيم همواره نياز است كه تمام شرايط مرزي به صورت معلوم باشند.انرژي توليدي در اين فرآيند كه به صورت شار حرارت است، يكي از شرايط مرزي مي باشد. با توجه به اينكه مقدار اين شار حرارت به پارامترهاي زيادي مثل سرعت، نيروي رو به پايين و... وابستگي دارد، مي توان اين شرط مرزي را به عنوان مجهولي در نظر گرفت كه مقدار آن با استفاده از روش حل معكوس تعيين مي شود.حل مسائل معكوس عمدتاً به كمك روش هاي بهينه سازي قابل حصول مي باشد. ازجمله خصوصيات اين مسائل،بدخيمي مي باشد كه براي به دست آوردن پاسخ پايدار، مطالعه ي خصوصيات اين گونه مسائل واجب مي باشد.در پايان نامه حاضر، وابستگي پاسخ مسئله ي معكوس به پارامترهاي اندازه گيري بررسي شده است و مشاهده شده است كه اندازه ي گام هاي زماني، خطاهاي اندازه گيري، تعداد و مكان اندازه گيري در ناپايداري حل مسئله ي مذكور تاثير دارند. از طرفي تاثير رويه هاي مختلف مرتب سازي براي كاهش ناپايداري ها مطالعه شده است. با توجه به مطالعه ي صورت گرفته، اندازه ي گام هاي زماني بايد تا حد ممكن بزرگ انتخاب شوند و محل قرارگيري حسگر نزديك به محل شار حرارتي متحرك در گام زماني اول باشد و نزديكترين پاسخ به مقدار حقيقي با استفاده از مرتب سازي مرتبه دوم با پارامتر مرتب سازي تعيين شده به كمك معيار منحني اِل حاصل شده است. مطالعه انجام شده به كمك نوشتن يك برنامه رايانه اي و با استفاده از روش محاسبات عددي با گسسته سازي تفاضل محدود براي انتقال حرارت هدايتي سه بعدي گذرا و مباني جبر خطي صورت گرفته است.

1395/11/10

1/1/1900 12:00:00 AM

Friction stir welding is a solid state joining process that has many advantages compared with other welding methods. In this process ,one of the most important information that is necessary to develop using this welding method for wide variety of metals ,is the temperature field that created by heat generation. This heat source has many correlations with welding parameters; so it is hard to determine that with direct methods but we can estimate that with inverse solution methods. We can use optimization methods In order to solve inverse problems. Inverse heat conduction problem (IHCP) is an ill-posed problem that causes instabilities in solution. In this study the effective factors in solution instabilities appearance an​d the effect of regularization methods to decrease that instabilities has been investigated. In this dissertation, the dependence of inverse problem solution to measurement parameters like size of time steps, measurement errors, number an​d location of sensors have been investigated. In order to solve Three dimensional transient heat conduction problem the finite difference method has been employed an​d all the Numerical calculations for the direct an​d inverse problems written in MATLAB language.