نام پژوهشگر: محمد ابراهیم اعلمی آل آقا

شبیه سازی عددی اثر سرعت الکترود بر توزیع تنش پسماند در جوشکاری لوله های فولادی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه رازی - دانشکده فنی و مهندسی 1388
  احسان برزآبادی فراهانی   محمد ابراهیم اعلمی آل آقا

امروزه استفاده از لوله های قطور در انتقال نفت و گاز بیش از گذشته مورد توجه قرار گرفته است که برای اتصال این لوله ها از روشهای مختلف جوشکاری استفاده می شود. مسأله اساسی در جوش، تنش هایی پسماند واعوجاج حاصل شده در سازه می باشد. همراه شدن تنش پسماند کششی و محیط خورنده منجر به یکی از مهمترین مشکلات یعنی ترک خوردللگی تنشی می گردد. از بین بردن و یا کاهش دادن تنشهای پسماند از جمله مهمترین مسائل مطرح شده در سالهای اخیر است که محققین این موضوع را معمولا ًبا دو روش آزمایشگاهی و عددی مورد بررسی قرار داده اند. هدف این پروژه استفاده از روش اجزاء محدود برای شبیه سازی فرآیندهای جوشکاری، بررسی تاثیر سرعت حرکت الکترود، نحوه حرکت الکترود در پاسهای مختلف و اثر تست هیدرواستاتیک در لوله ها بر روی توزیع تنش های پسماند می باشد. شبیه سازی انجام شده توسط نرم افزار abaqus صورت گرفته است. همچنین به منظور اعمال شار حرارتی ناشی از حرکت الکترود و انتقال حرارت با محیط از روش زیر برنامه نویسی در نرم افزار fortran استفاده شده است. در این تحقیق در مرحله اول شبیه سازی دو بعدی و سه بعدی یک نمونه مسئله جوشکاری لوله صورت گرفته است و تاریخچه دمایی و توزیع تنش پسماند حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی موجود مقایسه شده است. در ادامه به مدلسازی فرآیند جوشکاری در دو نمونه لوله گاز 8 و 20 اینچ پرداخته شده است و عوامل موثر بر تنشهای پسماند در حین فرآیند جوشکاری از جمله اثر سرعت حرکت الکترود و اثر نحوه حرکت الکترود در پاسهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. با بررسی نتایج بدست آمده مشخص گردیده است که افزایش سرعت حرکت الکترود باعث کاهش تنشهای محوری، کاهش ناحیه متاثر از تنشهای محوری، افزایش تنشهای محیطی و کاهش ناحیه متاثر از تنشهای محیطی می گردد. نهایتاً تاثیر تست هیدرواستاتیک در کاهش تنش های پسماند پس از فرآیند جوشکاری و تبادل حرارتی با محیط در این مدل ها ارزیابی شده است. با اعمال یک فشار هیدرواستاتیکی به اندازه ای که تنش محیطی را به مقدار تسلیم برساند این بررسی صورت گرفته است. نتایج تنشهای پسماند پس از اعمال تست هیدرواستاتیک نشان می دهد این فرآیند در کاهش تنشهای پسماند نقش موثری دارد که می تواند تا 70 درصد در کاهش این تنشها موثر باشد.