hrvatski

Numerička simulacija procesa zavarivanja

Tema ovog diplomskog rada je numerička analiza zaostalih naprezanja i deformacija uslijed procesa zavarivanja. Za modeliranje unosa topline prilikom zavarivanja i procjenu zaostalih naprezanja i deformacija uspješno se primjenjuje metoda konačnih elemenata čime se numeričkom simulacijom nastoji zamijeniti, odnosno nadopuniti skupi eksperiment. Zaostala naprezanja, spregnuta još sa naprezanjima nastalim tokom eksploatacije konstrukcije, imaju značajan utjecaj na cjelovitost i procjenu radnog vijeka zavarene konstrukcije. Procjena zaostalih naprezanja i deformacija numeričkim modeliranjem procesa zavarivanja računalno je vrlo skup postupak, stoga se u numerički model uvode odgovarajuća pojednostavljenja u svrhu povećanja učinkovitosti uz zadržavanje točnosti simulacije. Ukratko su iznesene teorijske osnove modeliranja procesa zavarivanja u pogledu izmjene topline i elastoplastičnog ponašanja materijala. Također, objašnjeno je nastajanje zaostalih naprezanja i deformacija u zavarenim konstrukcijama te je izvršena njihova podjela. Prikazane su vrste toplinsko – mehaničkih analiza te jednadžbe konačnih elemenata za nelinearnu toplinsku i mehaničku analizu. Pokazane su osnove rješavanja nelinearnih problema inkrementalno-iterativnim metodama te je dan pregled korištenih konačnih elemenata u simulacijama zavarivanja. Provedeno je modeliranje procesa zavarivanja dviju sučeono zavarenih ploča primjenom klasične metode, metode rađanja elemenata te pomoću Abaqus sučelja za zavarivanje – Abaqus Welding Interface (AWI) [12]. Klasičnom metodom pristupilo se modelima diskretiziranim trodimenzijskim elementima, ljuskastim elementima te kombinacijom trodimenzijskih i ljuskastih elemenata. Pomoću AWI-a i metode rađanja simulirani su modeli diskretizirani trodimenzijskim elementima i kombinacijom trodimenzijskih i ljuskastih elemenata. Pri modeliranju kombinacijom trodimenzijskim i ljuskastim elementima ispitana su dva 3D/ljuskasta modela različitih širina 3D zona u svrhu određivanja kriterija prijelaza s 3D na ljuskastu zonu. Sa zaključcima dobivenima pri analizi zavarivanja dviju sučeono zavarenih ploča pristupilo se modeliranju procesa zavarivanja poklopca rebra linera pri montaži na konstrukciju ispušnog kućišta plinske turbine tvrtke Alstom te je izvršena analiza zaostalih naprezanja i deformacija.

metoda konačnih elemenata; zavarivanje; zaostala naprezanja

nije evidentirano