عنوان پایان‌نامه
بررسی عملی و تحلیل المان محدود تنش های پسماند ناشی از فرایندجوشکاری لوله های اسپیرال
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3189;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73354;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3189;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73354
- تاریخ دفاع
- ۲۹ دی ۱۳۹۴
- دانشجو
- عباس رادمهر
- استاد راهنما
- علیرضا آرائی
- چکیده
- فرآیند جوشکاری به طور وسیع در صنایع مختلف به کار می‌رود. پس از این فرآیند در قطعات مختلف تنش‌ها و کرنش‌هایی ایجاد می‌شود که آگاهی از این تنش‌ها و کرنش‌ها به منظور محاسبه‌ی عمر قطعه جهت طراحی صحیح آن ضروری است.به طور کلی دو عامل اصلی در ایجاد تنش‌ها و کرنش‌ها در قطعات جوشکاری شده نقش دارند که یکی تغییرات دمای قطعه و تنشهای حرارتی حاصل از آن و دیگری کرنش‌های ناشی از ایجاد استحاله‌های فازی در اثر تغییرات دما است. با در نظر گرفتن مزایای لوله‌های اسپیرال (درزجوش مارپیچی) در مقایسه با لوله‌های درزجوش مستقیم، تولید و به کارگیری این نوع لوله‌ها بویژه در خطوط انتقال نفت و گاز روند رو به رشدی را در پیش گرفته است. توجه داریم که مهم‌ترین نوع خوردگی در لوله‌ها ترک خوردگی تنشی است و نوع تنشهای مؤثر در این تخریب، تنشهای کششی‌اند که این تنشهای کششی ممکن است به صورت تنش پسماند در فلز وجود داشته باشد که از مراحل ساخت و تولید همراه قطعه شده است. بنابراین برای جلوگیری از ترک خوردگی تنشی که در مواردی منجر به تحمیل هزینه‌های جانی و مالی قابل توجهی شده، بایستی به نحوی تنشهای پسماند را کاهش داده و کنترل نمود. در این تحقیق فرآیند جوشکاری لوله‌های اسپیرال به کمک نرم‌افزار ANSYS و با استفاده از کد (ماکرو) شبیه‌سازی و تنشهای پسماند حاصل از آن محاسبه شده است. شبیه‌سازی این فرآیند در قالب دو حل مجزای حرارتی و مکانیکی انجام گرفته است بدین صورت‌که ابتدا مدل حرارتی جسم حل شده و نتایج حل مرحله‌ی حرارتی به عنوان بار به مدل مکانیکی جسم اعمال گردیده و در نهایت با حل مدل مکانیکی تنشهای پسماند محاسبه شده است. لازم به ذکر است که در این تحقیق از خواص ترموفیزیکی و مکانیکی وابسته به دما استفاده شد. مقایسه‌ی نتایج به دست آمده در این پروژه با نتایج آزمایشگاهی تطابق خوبی را نشان می‌دهد.
- Abstract
- Welding process are used greatly in different industries. This process causes stress and strain in different pieces that is necessary to know them for correctdesigning. Generally two main factors effect on the stresses and strains in welded pieces, one of them is temperature variation of the pieces and the produced thermal stress, and the other is the produced strains caused by phase transformation caused by temperature variation. By attention to the advantages of spiral pipes in comparison with the direct seam pipes, using spiral pipes for transferring oil and gas is greatly increased. Main corrosion in the pipes is stress corrosion cracking (SCC). The tensile stresses arethe main factor ofstress corrosion crackingthat may existin manufacturing time.The SCC phenomenon caused numerous explosion and hence many damages, so it’s necessary to decrease the residual stresses. The main goal of this dissertation is to simulate welding spiral pipes by usingANSYS commercial software developing related ANSYS codes (macros)in order to estimate residual stresses after the process. The simulation process is done uncouple thermal-mechanical. First thermal model is solved and the results of the thermal solution is used to load on mechanical model and then by solving mechanical model, the residual stresses is computed. In this research, thermo-physicaland mechanical properties is depended totemperature. The results of this model accordance with the experimental results. Keywords:submerged arc welding, residual stress, stress corrosion cracking, finite element method
