Αριθμητική προσομοίωση συγκολλήσεων τόξου

Αριθμητική προσομοίωση συγκολλήσεων τόξου (EL)

Μπατίχη, Νάντερ (EL)

ntua (EL)

Βοσνιάκος, Γεώργιος-Χριστόφορος (EL)

Μαρκόπουλος, Άγγελος (EL)

Μπενάρδος, Πανώριος (EL)

bachelorThesis

2020-12-16T17:35:22Z

2020-10-23

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η αριθμητική προσομοίωση της συγκόλλησης τόξου, μιας διαδεδομένης κατεργασίας σύνδεσης κατά την οποία συνυπάρχουν θερμικά και μηχανικά φαινόμενα. Παρουσιάζεται η αναλυτική μελέτη συγκόλλησης τόξου μιας τυπικής γεωμετρίας μεταλλικών ελασμάτων στο περιβάλλον προσομοίωσης μηχανολογικών εφαρμογών ANSYS. Για να υλοποιηθεί η συγκεκριμένη μελέτη αναπτύχθηκε προγραμματιστική ρουτίνα με κατάλληλη χρήση και συνδυασμό των προσφερόμενων από το περιβάλλον προσομοίωσης αριθμητικών μεθόδων πεπερασμένων στοιχείων. Το μοντέλο αριθμητικής προσομοίωσης των συνδυασμένων θερμικών και μηχανικών φαινομένων της συγκόλλησης τόξου αποτέλεσε και την κυριότερη συνεισφορά της εργασίας. Οι θερμικές και μηχανικές ιδιότητες του υπό μελέτη υλικού καταγράφηκαν σύμφωνα με τη σχετική βιβλιογραφία και εισήχθησαν στο μοντέλο της αριθμητικής προσομοίωσης. Επιπλέον, σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε στο προγραμματιστικό / μαθηματικό περιβάλλον λογισμικού ανοιχτού κώδικα Octave μοντέλο προσέγγισης της θερμικής πηγής συγκόλλησης τόξου βασισμένο στη Gaussian κατανομή. Εν συνεχεία, η βαθμίδα θερμοκρασίας της θερμικής πηγής αποτέλεσε πεδίο εισόδου για την προσέγγιση της χρονοεξελισσόμενης διάδοσης της θερμότητας, όπως αυτή ορίζεται από τις σχετικές μερικές διαφορικές εξισώσεις στο περιβάλλον προσομοίωσης και εφαρμόστηκε στη γεωμετρία του μελετώμενου μεταλλικού ελάσματος. Παρουσιάζονται αναλυτικά τα βήματα σχεδιασμού του θερμομηχανικού μοντέλου, δηλαδή η κατασκευή του πλέγματος διακριτοποίησης, η επιλογή παραμέτρων υλικών, η αρχικοποίηση, η κατασκευή της δέσμης θερμικού φορτίου, η επιβολή συνοριακών συνθηκών και φορτίων, τα κριτήρια σύγκλισης του μοντέλου και η εξαγωγή τελικών αποτελεσμάτων. Έπειτα πραγματοποιήθηκαν δύο πειραματικές δοκιμές γραμμικής συγκόλλησης τόξου λεπτών ελασμάτων St70 με αυτόματη μηχανή συγκόλλησης τύπου MIG και μετρήθηκαν οι θερμοκρασίες και οι μετατοπίσεις λόγω παραμορφώσεων. Εν κατακλείδι συγκρίθηκαν τα αποτελέσματα του αριθμητικού και του πειραματικού μοντέλου και υπολογίστηκε η μεταξύ τους απόκλιση στην τάξη του 10%. (EL)

Συγκόλληση τόξου (EL)

Προσομοίωση συγκόλλησης (EL)

Θερμο-μηχανική μελέτη (EL)

Simulation welding (EN)

Computational methods (EN)

Τομέας Τεχνολογίας των Κατεργασιών (EL)

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Τεχνολογίας των Κατεργασιών (EL)

Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα

http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

Ψηφιακό Αποθετήριο της Κεντρικής Βιβλιοθήκης του ΕΜΠ | Dspace@NTUA

Κεντρική Βιβλιοθήκη Ε.Μ.Π.

Ιδρυματικό Αποθετήριο

Διπλωματικές Εργασίες