بررسی اثر تعداد پاسهای جوشکاری و تست فشار هیدرواستاتیک بر تنش پسماند در لوله های فولادی به کمک شبیه سازی به روش اجزاء محدود.

در این پایان نامه به بررسی اثر تعداد پاسهای جوشکاری و تست فشار هیدرواستاتیک بر روی تنش پسماند در لوله های فولادی به کمک شبیه سازی به روش اجزاء محدود پرداخته شده است. شبیه سازی انجام شده با استفاده از روش آنالیز المان محدود ترمو- الاستو- پلاستیک و با استفاده از کدنویسی در نرم افزار المان محدود ansys11.0، به محاسبه تنشهای پسماند جوشی در اتصالات سر به سر ورق و لوله پرداخته شده است. در این تحقیق در مرحله اول شبیه سازی سه بعدی ورق صورت گرفته است. در مرحله دوم به بررسی شبیه سازی سه بعدی لوله 4/3 اینچ پرداخته شده است و تاریخچه دمایی حاصل از این شبیه سازی با نتایج حاصل از اندازه گیری تجربی دمایی به دو روش لیزری و تماسی مقایسه شد. همخوانی مناسبی بین نتایج حاصل از روش عددی و تجربی مشاهده گردید. در مرحله سوم شبیه سازی سه بعدی یک لوله با قطر خارجی 5/114 میلیمتر صورت گرفت و توزیع تنش پسماند حاصل از شبیه سازی با نتایج موجود حاصل از اندازه گیری تجربی تنش های پسماند به روش کرنش سنجی سوراخ مقایسه شده است. در ادامه به مدل سازی فرآیند جوشکاری در دو نمونه لوله نفت و گاز 8 و 20 اینچ پرداخته شده است. و در نهایت هم به بررسی اثر تعداد پاس و همچنین تأثیر تست هیدرواستاتیک در کاهش تنش های پسماند پس از فرآیند جوشکاری در لوله 8 اینچ پرداخته شده است. تعداد پاس یکی از پارامترهای مهم در پروسه جوشکاری به شمار می رود که تأثیر بالایی بر هزینه ایجاد اتصال و کیفیت نهایی جوش دارد. در این قسمت از پایان نامه پس از اطمینان صحت و دقت نتایج حاصل از مدل المان محدود لوله 8 اینچ به بررسی اثر تعداد پاس بر مقدار و چگونگی توزیع تنشهای پسماند جوشی پرداخته می شود. در این بررسی ایجاد اتصال بین دو لوله در 2 و 3 پاس در حالت سه بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از راهکارهای صنعتی برای کاهش تنش پسماند استفاده از فرآیند هایدروتست است. در این بخش از پایان نامه به بررسی اثر فرآیند هایدروتست بر روی تنش های پسماند بر مبنای نتایج حاصل از شبیه سازی لوله 8 اینچ پرداخته شده است. که نتایج تنش های پسماند پس از اعمال فشار هیدرواستاتیکی نشان می دهد که تا حد زیادی در کاهش تنش ها نقش دارد. به منظور مدل سازی و به دست آوردن میدان دمایی از منبع گرمایی متحرک و مدل کروی چشمه گرمایی و خواص متغییر با دمای ماده استفاده شده است. سپس با استفاده از آنالیز کوپل غیر مستقیم نتایج این تحلیل در تحلیل ترمو-الاستو-پلاستیک و به دست آوردن میدان تنش به کار گرفته شده است. که برای انجام این کارها و بالا بردن دقت نتایج و در عین حال پایین آوردن زمان حل مسأله با استفاده از برنامه نویسی ماکرو نوع خاصی از مش بندی انجام شده است. و همچنین برای حل آنالیز حرارتی و مکانیکی در تمام مدل ها از برنامه نویسی ماکرو استفاده شده است.