Mô phỏng và tính toán ứng suất dư và biến dạng liên kết hàn giáp mối

Engineering and Technology For Sustainable Development - Tập 31 Số 5 - Trang 58-67 - 2021
Tien Duong Nguyen1
1Hanoi University of Science and Technology, Hanoi, Vietnam

Tóm tắt

Sự giãn nở và co ngót do nhiệt không đồng đều bởi quá trình hàn gây ra ứng suất dư và biến dạng hàn. Các nghiên cứu thực nghiệm để đo ứng suất dư và biến dạng hàn của kết cấu rất tốn kém và đôi khi không thể thực hiện được. Trước kia, các phương pháp phân tích với các mô hình lý tưởng hóa đã được phát triển để xác định ứng suất dư và biến dạng hàn. Gần đây, các phương pháp số được xây dựng để phân tích ứng suất và biến dạng trong kết cấu hàn. Bài báo này giới thiệu kết quả tính toán ứng suất dư và biến dạng hàn trong mối hàn giáp mối thép cacbon S355J2G3 dày 5 mm được thực hiện bằng quá trình hàn MAG với một lớp hàn. Việc tính toán được thực hiện bằng hai phương pháp: phương pháp lực ảo và phương pháp phần tử hữu hạn. Trong phương pháp phần tử hữu hạn, phần mềm SYSWELD được sử dụng để mô phỏng và xác định ứng suất dư và biến dạng của liên kết hàn này. Kết quả của phương pháp phần tử hữu hạn được so sánh với kết quả của phương pháp lực ảo để chỉ ra tính hợp lý và ưu điểm của phương pháp phần tử hữu hạn. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng trong liên kết hàn này chỉ có thành phần ứng suất dọc và ứng suất ngang là quan trọng còn các thành phần ứng suất khác không đáng kể.

Từ khóa

#Butt weld #finite element #imaginary force #residual stress #welding strain

Tài liệu tham khảo

European Committee for Standardization, Hot Rolled

Products of Structural Steels - Part 2: Technical

Delivery Conditions for Non-alloy Structural Steels,

EN10025-2, 2019.

I.P. Trochun, Internal forces and deformations during

welding, State Scientific and Technical Publishing

House of Machine-Building Literature, Moscow, 1964

(Original text in Russian).

M. Perić, Z. Tonković, K.S. Maksimivić,

D. Stamenković, Numerical analysis of residual stresses

in a t-joint fillet weld using a submodeling technique,

FME Transactions, Vol. 47, 2019, pp. 183-189.

https://doi.org/10.5937/fmet1901183P

M. Jeyakumar, T. Christopher, R. Narayanan, B.

Nageswara Rao, Residual Stress Evaluation in ButtWelded Steel Plates, Indian Journal of Engineering &

Materials Sciences, Vol. 18, December 2011, pp. 425-

, 2011.

ESI Group, Sysweld 2017 - Reference Manual:

Description of the mathematical model, data input and

computation procedures, January 2017.

J. Goldak, A. Chakravarti, M. Bibby, A new finite

element model for welding heat sources, Metall. Trans.

B, 15B, pp. 299-305, 1984.

https://doi.org/10.1007/BF02667333

Dieter Radaj, Heat effects of welding – temperature

field, residual stress, distortion, Springer-Verlag Berlin

Heidelberg, 1992.

https://doi.org/10.1007/978-3-642-48640-1_3

X. Yang, G. Yan, Y. Xiu, Z. Yang, G. Wang, W. Liu,

S. Li, W. Jiang, Welding temperature distribution and residual stresses in thick welded plates of sa738gr.b

through experimental measurements and finite element

analysis, Materials 2019, 12, 2426, pp. 1-15, 2019.

https://doi.org/10.3390/ma12152436

Nguyen The Ninh, Welding heat transfer analysis and

applications, Bach Khoa Publishing House, Hanoi,

(Original text in Vietnamese).

GSI SLV Duisburg, The Welding Engineer’s Current

Knowledge: International Welding Engineering, 2010.

Ngo Le Thong, Fusion electric welding technology -

Volume 1: Theoretical Foundations, Science and

Technics Publishing House, 2007 (Original text in

Vietnamese).

Thông tin
Thông tin xuất bản

Engineering and Technology For Sustainable Development

Tập 31 Số 5

58-67

Thông tin tác giả