МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СВАРОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ В ТОНКИХ ПЛАСТИНАХ
Аннотация
Сварка является ключевым процессом промышленного производства и широко используется для изготовления различных изделий, включая корабли, автомобили, поезда и мосты. Сварочные деформации часто возникают в сварочных структурах тонких пластин из-за относительно небольшой жесткости. Это приводит к их короблению в процессе монтажа и возрастанию стоимости изготовления. Поэтому прогнозирование и уменьшение сварочных деформаций является ключевым для улучшения качества сварных конструкций. Сварочная деформация при сборке вызвана не только локальной (местной) усадкой из-за быстрого нагрева и охлаждения. В ходе данного исследования для моделирования сварки единичного шва тонким валиком на пластине толщиной1 ммиспользовали метод трехмерных термоупругопластичных конечных элементов (МКЭ). Для подтверждения результатов моделирования провели эксперименты. Сравнение экспериментальных данных и результатов моделирования с помощью МКЭ подтвердили, что предложенный метод эффективно прогнозирует уровень сварочных деформаций при сварке единичного шва тонким валиком на пластинах толщиной 1 мм.
Об авторах
Афшин Хейдари МонфаредАспирант
А. Ф. Пантелеенко
Аспирант
Список литературы
1. Ueda, Y. Simplifying methods for analysis of transient and residual stresses and deformations due to multipass welding / Y. Ueda, K. Nakacho // Trans. JWRI (Osaka. Japan). – 1982. – № 11 (1). – P. 95–103.
2. Mollicone, P. Simple thermo-elastic-plastic models for welding distortion simulation / P. Mollicone, D. Camilleri // Jour-nal of Materials Processing Technology. – 2006. – № 176. – P. 77–86.
3. Zhang, W. Modeling and Real Time Mapping of Phases during GTA Welding of 1005 Steel / W. Zhang, J. W. Elmer, and T. DebRoy // Materials Science and Engineering A. – 2002. – Vol. 333 (№ 1–2). – P. 320–335.
4. Zeng, P. Welding process simulation under varying temperatures and constraints / P. Zeng, Y. Cao // Journal of Materials Science and Engineering A. – 2009. – Vol. 499. – P. 287–292.
5. ZhiLi Feng. Processes and Mechanisms of Welding Residual Stress and Distortion / ZhiLi Feng. – Cambridge, UK: Woodhead Publishing Ltd, 2005.
6. Combined solid and shell element modelling of welding, IUTAM / M. Nasstrom [et аl.] // Symposium on the Mechanical Effects of Welding, Lulea, Sweden. – 1992. – P. 197–205.
7. Deng, D. Prediction of welding distortion and residual stress in a thin plate butt-welded joint / D. Deng, H. Murakawa // Journal of Computational Materials Science. – 2008. – Vol. 43. – P. 353–365.
8. Deng, D. Numerical simulation of temperature and residual stress in multi-pass welds in stainless steel pipe and comparison with experimental measuremen / D. Deng, H. Murakawa // Journal of computational material science. – 2006. – Vol. 377. – P. 269–277.
9. Goldak, J. A new finite element model for welding heat sources/ J. Goldak, A. Chakravarti, M. Bibby// Metall. Trans. B. – 1984. – 15B. – P. 299–305.
10. Okagaito, T. UV Radiation Thermometry of TIG Weld Pool / T. Okagaito, T. Ohji, F. Miyasaka // Quarterly Jour-nal of Japan Welding Society. – 2004. – Vol. 22 (1). – P. 21–26.
Рецензия
Для цитирования:
Монфаред А., Пантелеенко А.Ф. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СВАРОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ В ТОНКИХ ПЛАСТИНАХ. НАУКА и ТЕХНИКА. 2011;(5):18-25.
For citation:
Monfared A., Panteleenko A.F. MATHEMATICAL SIMULATION OF WELDING DISTORTIONS IN THIN PLATES. Science & Technique. 2011;(5):18-25. (In Russ.)