Numeričko modeliranje procesa zavarivanja

Abstract

Tema ovog rada je problem numeričkog određivanja temperaturnog polja, te zaostalih naprezanja i deformacija koje su posljedica procesa zavarivanja. Potrebno je odrediti optimalan numerički model koji daje odgovarajuće rezultate uz najkraće vrijeme računanja i pripreme modela. Analize su provedene metodom konačnih elemenata u komercijalnom programskom paketu Abaqus 6.13-4. Rad je podijeljen u osam cjelina. U prvom, uvodnom poglavlju prezentiran je cilj ovoga rada i ukratko opisan postupak zavarivanja. U drugom poglavlju rada dan je pregled zaostalih naprezanja i deformacija te objašnjen njihov nastanak na pojednostavljenom modelu sa tri štapa. Ukratko je pojašnjena problematika do koje dolazi uslijed promjene geometrije konstrukcije nakon provođenja zavarivanja. U trećem poglavlju izložena su teoretska znanja potrebna za razumijevanje pojava koje se javljaju u procesu zavarivanja. Dan je pregled osnova termodinamike i elasto-plastičnog ponašanja materijala uz analitičke izraze. Četvrti dio rada ukratko opisuje metodu konačnih elemenata te sekvencijalno i potpuno spregnutu metodu rješavanja nelinearnih toplinsko-mehaničkih problema. Opisana je geometrijska i materijalna nelinearnost te inkrementalno-iterativna metoda kojom se rješavaju nelinearni problemi. U petom poglavlju prikazana je numerička formulacija i potencijalni numerički problemi konačnih elemenata korištenih u ovom radu te načini kojima se ti problemi izbjegavaju. Također, kroz dva toplinska i dva mehanička problema korišteni konačni elementi su verificirani. U šestom poglavlju dane su karakteristike materijala i opisan je materijalni model. Prikazan je postupak toplinske i mehaničke simulacije procesa zavarivanja klasičnom metodom te korištena pojednostavljenja poput reducirano opisanog toplinskog toka i smanjenog broja prolaza elektrode. Numerička analiza izvršena je sekvencijalno spregnutom toplinsko-mehaničkom analizom sa potpunim 3D modelom, potpunim ljuskastim i kombiniranim 3D ljuskastim modelom. Prikazani su dobiveni rezultati i definiran je optimalan numerički model. Sedmo poglavlje ukratko opisuje metodu rađanja elemenata. Prikazani su rezultati 3D i kombiniranog modela dobiveni ovom metodom i dana je usporedba sa klasičnom metodom. U osmom poglavlju prikazani su rezultati toplinske i mehaničke analize dobiveni različitim geometrijskim modeliranjem ploča. U zadnjem, devetom poglavlju izveden je zaključak temeljen na dobivenim rezultatima provedenih simulacija. Ukratko je opisan cijeli rad te zapažanja uočena tijekom izrade rada

    Similar works