Transcript Simulation of induction heating as part of manufacturing chain

Simulering och validering –
reperationssvetsning och värmebehandling av
Inconel 718 platta
Martin Fisk
Luleå tekniska universitet
Agenda
•
•
•
•
Introduktion till problemet
Induktionsvärmning
Materialmodel
Framtida arbete
Bakgrund
• Vid reperationssvetsning ändras
mikrostrukturen i den
värmepåverkade zonen.
• Mikrostrukturen behöver
återställas
– Lokal värmebehandling med
induktion
– Hela biten värmebehandlas
Experiment
• 6 st plattor t=5 mm, d=3 mm
• 6 st plattor t=9.5 mm, d=5 mm
Induktionsvärmning
Elektromagnetisk/termisk lösning
1 2
iws A - Ñ A = J s
m
J e = -iws A
1
Q=
J e × Je*
2s
¶T
r c - kÑ 2 T = Q
¶t
Temp. 760 +/- 14 C
Temp. 760 +/- 14 C
800
700
Temperature [C]
600
500
400
300
200
100
0
0
200
400
600
800
1000
Time [s]
1200
1400
1600
1800
Temperatur. Efter 10 s svetsning.
Flöde av FE-modeller
Materialmodell
Dislokationsdensitetsmodell
3
f (s ij , s y ) = ( sij sij )1/2 - s y
2
s y = sG +s
s G “Long-range”
s * “Short-range”
*
Dislokationsdensitetsmodell
s G = aGb ri
“Long-range” som funktion av
densiteten av immobila dislokationer
ri = r - r
(+)
Hårdnande
(-)
Återhämtning
Dislokationsdensitetsmodell
• En dislokation stannat upp vid
sitt hinder innan den hoppar
över
• Termiska vibrationer hjälper
dislokationerna att “hoppa
över” sitt hinder
æ æ
æe
kT
ref
ç
s * = t 0G ç1- çç
ln
3
çe
ç
Df
Gb
è p
è è 0
1/q 1/ p
öö
÷÷÷÷
øø
ö
÷
÷
ø
Dislok. modell. partikelhårdnande
s y = s G + s + s pd
*
s pd
Bidrag p.g.a. partikelhårdnande
s prec = A rp f p + Bf p
Bidrag från partiklar som
skjuvas vid deformation
Slut!