پایان نامه کارشناسی ارشد سازه
تحلیل تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری در صفحات دارای بازشو و سخت کننده
تعداد صفحات :149
چکیده
در فرآیند جوشکاری بعد از مرحلهی سرد شدن جسم، به علت توزیع ناهمسان دما، تنشهایی در آن باقی میماند که تنشهای پسماند نامیده میشود. برای به دست آوردن این تنشها باید تاریخچه دمایی جسم در طی فرآیند جوشکاری در دسترس باشد. برای این منظور ابتدا یک تحلیل حرارتی صورت میگیرد تا تاریخچه دمایی جسم به دست آید. با داشتن تاریخچه دمایی و انجام تحلیل مکانیکی، تنشها و تغییرشکلهای پسماند به دست می آید.
در این پژوهش، با استفاده از روش اجزای محدود ناخطی در نرمافزار ANSYS، تحلیل حرارتی و مکانیکی جوش برای صفحات دارای بازشو و سختکننده انجام‌گرفته و تنشهای پسماند به دست آمده است. نتایج حاصل نشان میدهد که در اثر وجود بازشو و سختکننده در صفحات، مقدار تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری ممکن است به میزان 30 درصد تغییر یابد. بررسی اثر فاصله سختکننده از محور جوش نشان میدهد که با افزایش این فاصله تا 6 برابر ضخامت صفحه، تنشهای پسماند کاهش مییابد و از این فاصله به بعد، سختکننده تأثیر چندانی در کاهش تنشهای پسماند ندارد. با توجه به نتایج حاصل مشاهده میشود که با انتخاب سختکننده با مساحت سطح مقطع یکسان ولی با ضخامت بیشتر تا حدود 20 درصد از مقدار تنشهای پسماند کاسته میشود. بررسی تنشهای پسماند در صفحات دارای بازشو و سخت کننده با ابعاد مختلف نشان میدهد که نسبت ابعاد صفحات تأثیری در مقدار و محل بیشینه تنشهای پسماند ندارد.
فصل اول- مقدمه
1-1 پیشگفتار
1-2 مبانی جوشکاری
1-2-1 تعریف جوش
1-2-2 انواع اتصالات جوشی
1-2-3 انواع جوش
1-2-4 جوش شیاری
1-3 جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود روکشدار
1-4 ساماندهی پایان نامه
فصل دوم- تحلیل حرارتی و مکانیکی جوش
2-1 پیشگفتار
2-2 تحلیل حرارتی
2-2-1 منبع حرارتی
2-2-1-1 بازده منبع حرارتی
2-2-1-2 شار حرارتی ناشی از قوس جوشکاری
2-2-1-3 نرخ تولید گرما
2-2-2 خواص ماده در تحلیل حرارتی
2-2-3 تغییر فاز
2-2-4 شرایط مرزی
2-2-4-1 اتلاف حرارت جابجایی
2-2-4-2 انتقال حرارت تشعشعی
2-2-4-3 شار حرارتی
2-2-5 نتایج تحلیل حرارتی
2-3 تحلیل مکانیکی
2-3-1 روش تحلیل ناخطی در روش اجزای محدود
2-3-1-1 روش نیوتن- رافسون
2-3-2 خواص ماده در تحلیل مکانیکی
2-3-3 نتایج تحلیل مکانیکی
2-4 تنشهای ناشی از جوشکاری
فصل سوم- تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری (مبانی نظری و تاریخچه)
3-1 پیشگفتار
3-2 تنشهای پسماند طولی ناشی از جوشکاری
3-3 تنشهای پسماند عرضی ناشی از جوشکاری
3-4 روشهای تعیین تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری
3-5 بررسی تاریخچه تأثیر توالی یک جوش بر تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری
3-5-1 تاریخچه تحلیل حرارتی
3-5-2 تاریخچه تحلیل مکانیکی
3-5-3 نتایج به دست آمده از شبیهسازی
3-5-4 مقایسه نتایج
3-6 نتایج شبیهسازی تنش پسماند ناشی از جوشکاری
3-7 تأثیر جهت جوشکاری بر تنش پسماند در جوشکاری چند پاسه (یک شیاره)
3-8 تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری برای ورق ضخیم با شیار V شکل دو طرفه
فصل چهارم- مدلسازی فرآیند جوشکاری در ANSYS
4-1 پیشگفتار
4-2 مشخصات مورد نیاز تحلیل
4-2-1 هندسه قطعه کار
4-2-2 خواص مواد
4-2-3 مشخصات منبع حرارتی
4-3 تحلیل حرارتی
4-3-1 جزء حرارتی
4-3-2 روش تولد و مرگ اجزاء
4-3-3 نتایج تحلیل حرارتی
4-4 تحلیل مکانیکی
4-4-1 جزء مکانیکی
4-4-2 مدلسازی تنشهای پسماند
4-4-2-1 اثرات شبکهبندی بر نتایج تنش پسماند
4-4-2-2 تنشهای پسماند طولی
4-4-2-3 تنشهای پسماند جانبی
فصل پنجم- صفحات دارای بازشو
5-1 پیشگفتار
5-2 مشخصات مورد نیاز تحلیل
5-2-1 هندسه قطعه کار
5-2-2 خواص مواد
5-3 تحلیل حرارتی
5-4 تحلیل مکانیکی
5-5 تأثیر ابعاد صفحه بر تنشهای پسماند
فصل ششم- صفحات دارای سختکننده
6-1 پیشگفتار
6-2 مشخصات مورد نیاز تحلیل
6-2-1 هندسه قطعه کار
6-2-2 خواص مواد
6-3 تحلیل حرارتی
6-4 تحلیل مکانیکی
6-5 تأثیر ابعاد صفحه بر تنشهای پسماند
6-6 تأثیر ابعاد سختکنندهها بر تنشهای پسماند
6-7 تأثیر فاصله سختکننده از محور جوش بر تنشهای پسماند
6-7-1 هندسه قطعه کار
6-8 صفحات دارای ترکیب بازشو و سختکننده
6-8-1 تحلیل حرارتی
6-8-2 تنشهای پسماند در صفحات دارای ترکیب بازشو و سختکننده
فصل هفتم– نتیجهگیری و پیشنهاد برای ادامه پژوهش
7-1 پیشگفتار
7-2 نتایج
7-3 پیشنهاد برای ادامه پژوهش
مراجع
