Transcript A SYSWELD programrendszer lehetőségei 2.

26. HEGESZTÉSI KONFERENCIA
„SYSWELD” a hegesztés véges elemes
modellezésének eszköze
Dr. Palotás Béla
[email protected]
Pogonyi Tibor
[email protected]
Az előadás témakörei
 A véges elemes modellezés lépései
 Példák a hegesztés véges elemes
modellezésére
 A SYSWELD programrendszer lehetőségei
 SYSWELD alkalmazása példán keresztül
 Eredmények
A véges elemes modellezés lépései
1.
 Nagy részekre bontás,
 A szerkezet kisebb méretű, „szabályos”
elemekre bontása,
 Az elemek csomópontokban kapcsolódnak,
 Az elemek összessége alkotja a szerkezeti
modellt,
A véges elemes modellezés lépései
2.
 Az elemeken belül az elmozdulás, vagy
hőmérséklet, stb. mezőt lineáris, négyzetes
függvények közelítik,
 Az eredmények csomópontokban és
elemeken értelmezett mennyiségek
(elmozdulás, alakváltozás, feszültség,
hőmérséklet, stb.),
 Az eredmények hibája az elemmérettől és a
közelítés fokától függ,
A véges elemes modellezés lépései
3.
 Finomabb háló és/vagy magasabb fokú
elemek pontosabb eredményt biztosítanak,
 különböző elemtípusok (rúd, gerenda 2D,
3D, héj,… ) használhatók a szerkezet
leírására.
Példák a hegesztés 2D VE
modellezésére
1
ANSYS 5.0 A
OCT 28 1995
18:06:38
PLOT NO.
1
NODAL SOLUTION
STEP=4
SUB =4
TIME=1.3
TEMP
SMN =286.414
SMX =53693
291
346
401
456
511
566
627
839
957
1063
1169
1275
1381
1487
1593
1687
1753
1807
1861
1912
1966
2027
Ellenállás ponthegesztés
modellezése
Hőmérséklet eloszlás az
áram kikapcsolás
pillanatában.
Példák a hegesztés VE 3D
modellezésére
Ellenállás ponthegesztés
háromdimenziós modellje
Borhy István munkája
Példa az ellenállás tompahegesztés
VE modellezésére
Hőmérséklet eloszlás
a zömítés előtt
FC
FC
2L
FP
FC
FP
I
U
FC
VE modellezésével kapott
alakváltozás
Alakváltozás mértéke
Kf = Av / Ak
További VE modellezések
 Hidegsajtoló hegesztés modellezése. (MARC)
 Varrat alakjának feszültségtorlódást okozó hatásának
modellezése. (ANSYS)
 Lemez egyengetésének modellezése (MARC)
 Varrathibák modellezése. (MARC)
Mind a MARC, mind az ANSYS alkalmazásánál az volt a
probléma, hogy ezek nem hegesztés modellezésére készült
programok, így minden hegesztésnél játszódó folyamatot nem
tudtak figyelembe venni.
A hegesztésnél egyszerre több
folyamatot is figyelembe kell venni
Termikus peremfeltételek
Termofizikai jellemzők
Kémiai összetétel
Ausztenitesítési állapot
(elektromágneses, termikus
és mechanikai jellemzők a
hőmérséklet függvényében)
Átalakulási
jellemzők
Tranziens
hőmérsékleti
mező
Végeselem
háló
geometriája
Fázisdiagramm
TTT-diagramm
Látens hő
Alakváltozási
hő
Az átalakulás
kinetikája
Kúszás
Anyagtulajdonságok=
f(T, szerkezet)
Mechanikai
válasz
Maradó
feszültségek
Átalakulás
f(feszültség)
Alakváltozás
változása
Mikroszerkezeti
változás
Feszültség/alakváltozás=
f(T, szerkezet)
Alakíthatóság
változása
Mechanikai
peremfeltételek
Keménységeloszlás
A SYSWELD programrendszer
lehetőségei 1.
A program lehetővé teszi mind hegesztésre, mind
hőkezelésre:
 a hőmérséklet mező meghatározását,
 a szövetszerkezetek meghatározását,
 a keménység meghatározását HV – ben,
.
A SYSWELD programrendszer
lehetőségei 2.
 az ausztenit szemcsenagyságának
meghatározását,
 a maradó alakváltozások meghatározását,
 a maradó feszültségek meghatározását,
 a karbon és nitrogén tartalom meghatározását.
A SYSWELD alkalmazásának
bemutatása egy példán
keresztül
Először a 2D modell egy részét
készítjük el:
 Csomópontok,
 Felületek,
 Varrat keresztmetszetének,
 Háló megadása
3D-s modell elkészítése
Háromdimenziós elemeket
készítünk irányvektorok
segítségével.
A valós méretek megadása
Valós méretek megadása 2D
felületek és irányvektorok
segítségével történik.
A kész modell
 Transzformálás „y”
irányba
 Tükrözés „z”
tengelyre
Megfogások definiálása
Legalább 2 rögzítési
pontot meg kell adni.
A modell elkészítése után
adhatjuk meg a hegesztési
paramétereket
 Hegesztési eljárás: bevont elektródás ívhegesztés
 de = 4 mm
 I= 160 A
 U= 26 V
 hegesztési sebesség 5,15 mm/s
 fajlagos hőbevitel 646 J/mm
 hatásfok 0,8
Hőmérséklet eloszlás
Eredmény
Maximális deformáció: 0,431 mm
Összefoglalás
 Már van tapasztalat hegesztési folyamatok véges
elemes modellezésére, azonban a képlékeny alakításra,
feszültség analízisre készített szoftverek nem vesznek
figyelembe minden folyamatot, ami a hegesztésben
lejátszódik, ezért ezek a programok nehezen
alkalmazhatók hegesztés modellezésére.
 A SYSWELD kifejezetten hegesztés modellezésére
alkalmas szoftver.