پایان نامه تحلیل تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری در صفحات دارای بازشو و سخت کننده

پایان نامه تحلیل تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری در صفحات دارای بازشو و سخت کننده
پایان نامه کارشناسی ارشد
–

تعداد صفحه :149
چکیده
در فرآیند جوشکاری بعد از مرحله¬ی سرد شدن جسم، به علت توزیع ناهمسان دما، تنش¬هایی در آن باقی می¬ماند که تنش‌های پسماند نامیده می¬شود. برای به دست آوردن این تنش¬ها باید تاریخچه دمایی جسم در طی فرآیند جوشکاری در دسترس باشد. برای این منظور ابتدا یک تحلیل حرارتی صورت می¬گیرد تا تاریخچه دمایی جسم به دست آید. با داشتن تاریخچه دمایی و انجام تحلیل مکانیکی، تنش¬ها و تغییرشکل‎های پسماند به دست می¬آید.
در این پژوهش، با استفاده از روش اجزای محدود ناخطی در نرم¬افزار ANSYS، تحلیل حرارتی و مکانیکی جوش برای صفحات دارای بازشو و سخت¬کننده انجام‌گرفته و تنش¬های پسماند به دست آمده است. نتایج حاصل نشان می¬دهد که در اثر وجود بازشو و سخت¬کننده در صفحات، مقدار تنش¬های پسماند ناشی از جوشکاری ممکن است به میزان 30 درصد تغییر یابد. بررسی اثر فاصله سخت¬کننده ¬از محور جوش نشان می¬دهد که با افزایش این فاصله تا 6 برابر ضخامت صفحه، تنش¬های پسماند کاهش می¬یابد و از این فاصله به بعد، سخت¬کننده تأثیر چندانی در کاهش تنش‌های پسماند ندارد. با توجه به نتایج حاصل مشاهده می¬شود که با انتخاب سخت‌کننده با مساحت سطح مقطع یکسان ولی با ضخامت بیشتر تا حدود 20 درصد از مقدار تنش¬های پسماند کاسته می¬شود. بررسی تنش¬های پسماند در صفحات دارای بازشو و سخت¬کننده با ابعاد مختلف نشان می¬دهد که نسبت ابعاد صفحات تأثیری در مقدار و محل بیشینه تنش¬های پسماند ندارد.
واژه¬های کلیدی: تنش¬های پسماند جوشکاری، تحلیل حرارتی، تحلیل مکانیکی، صفحات، بازشو، سخت‌کننده.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول- مقدمه 1
1-1 پیش¬گفتار 1
1-2 مبانی جوشکاری 3
1-2-1 تعریف جوش 3
1-2-2 انواع اتصالات جوشی 3
1-2-3 انواع جوش 4
1-2-4 جوش شیاری 5
1-3 جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود روکش¬دار 6
1-4 ساماندهی پایان¬نامه 7

فصل دوم- تحلیل حرارتی و مکانیکی جوش 8
2-1 پیش¬گفتار 8
2-2 تحلیل حرارتی 9
2-2-1 منبع حرارتی 12
2-2-1-1 بازده منبع حرارتی 12

2-2-1-2 شار حرارتی ناشی از قوس جوشکاری 13
2-2-1-3 نرخ تولید گرما 17
2-2-2 خواص ماده در تحلیل حرارتی 18
2-2-3 تغییر فاز 18
2-2-4 شرایط مرزی 21
2-2-4-1 اتلاف حرارت جابجایی 21
2-2-4-2 انتقال حرارت تشعشعی 22
2-2-4-3 شار حرارتی 22
2-2-5 نتایج تحلیل حرارتی 23
2-3 تحلیل مکانیکی 24
2-3-1 روش تحلیل ناخطی در روش اجزای محدود 25
2-3-1-1 روش نیوتن- رافسون 26
2-3-2 خواص ماده در تحلیل مکانیکی 28
2-3-3 نتایج تحلیل مکانیکی 29
2-4 تنش¬های ناشی از جوشکاری 29

فصل سوم- تنش¬های پسماند ناشی از جوشکاری (مبانی نظری و تاریخچه) 33
3-1 پیش¬گفتار 33
3-2 تنش¬های پسماند طولی ناشی از جوشکاری 35

3-3 تنش‌های پسماند عرضی ناشی از جوشکاری 40
3-4 روش¬های تعیین تنش¬های پسماند ناشی از جوشکاری 44
3-5 بررسی تاریخچه تأثیر توالی یک جوش بر تنش‌های پسماند ناشی از جوشکاری 49
3-5-1 تاریخچه تحلیل حرارتی 51
3-5-2 تاریخچه تحلیل مکانیکی 52
3-5-3 نتایج به دست آمده از شبیه‌سازی 52
3-5-4 مقایسه نتایج 54
3-6 نتایج شبیه¬سازی تنش پسماند ناشی از جوشکاری 56
3-7 تأثیر جهت جوشکاری بر تنش پسماند در جوشکاری چند پاسه (یک شیاره) 59
3-8 تنش¬های پسماند ناشی از جوشکاری برای ورق ضخیم با شیار V شکل دو طرفه 61

فصل چهارم- مدل¬سازی فرآیند جوشکاری در ANSYS 70
4-1 پیش¬گفتار 70
4-2 مشخصات مورد نیاز تحلیل 70
4-2-1 هندسه قطعه¬ کار 70
4-2-2 خواص مواد 71
4-2-3 مشخصات منبع حرارتی 72
4-3 تحلیل حرارتی 72
4-3-1 جزء حرارتی 73

4-3-2 روش تولد و مرگ اجزاء 75
4-3-3 نتایج تحلیل حرارتی 77
4-4 تحلیل مکانیکی 79
4-4-1 جزء مکانیکی 80
4-4-2 مدل¬سازی تنش¬های پسماند 80
4-4-2-1 اثرات شبکه¬بندی بر نتایج تنش پسماند 81
4-4-2-2 تنش¬های پسماند طولی 83
4-4-2-3 تنش¬های پسماند جانبی 84

فصل پنجم- صفحات دارای بازشو 86
5-1 پیش¬گفتار 86
5-2 مشخصات مورد نیاز تحلیل 86
5-2-1 هندسه قطعه کار 86
5-2-2 خواص مواد 87
5-3 تحلیل حرارتی 87
5-4 تحلیل مکانیکی 91
5-5 تأثیر ابعاد صفحه بر تنش¬های پسماند 93

فصل ششم- صفحات دارای سخت¬کننده 96

6-1 پیش¬گفتار 96
6-2 مشخصات مورد نیاز تحلیل 96
6-2-1 هندسه قطعه کار 96
6-2-2 خواص مواد 97
6-3 تحلیل حرارتی 97
6-4 تحلیل مکانیکی 101
6-5 تأثیر ابعاد صفحه بر تنش¬های پسماند 102
6-6 تأثیر ابعاد سخت¬کننده¬ها بر تنش¬های پسماند 103
6-7 تأثیر فاصله سخت¬کننده از محور جوش بر تنش¬های پسماند 106
6-7-1 هندسه قطعه کار 106
6-8 صفحات دارای ترکیب بازشو و سخت¬کننده
109
6-8-1 تحلیل حرارتی 110
6-8-2 تنش¬های پسماند در صفحات دارای ترکیب بازشو و سخت¬کننده 111

فصل هفتم– نتیجه¬گیری و پیشنهاد برای ادامه پژوهش 112
7-1 پیش¬گفتار 112
7-2 نتایج 113
7-3 پیشنهاد برای ادامه پژوهش 114
مراجع 115

توجه :

عناوین پروژه های موجود در سایت فقط به عنوان معرفی در سایت قرار گرفته اند و هیچ گونه فروش و یا لینک دانلودی ندارند