- Tytuł:
-
Modelling and Analysis of Phase Transformations and Stresses in Laser Welding Process
Modelowanie i analiza przemian fazowych i naprężeń w procesie spawania laserowego - Autorzy:
- Piekarska, W.
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/356227.pdf
- Data publikacji:
- 2015
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
phase transformations
laser welding
strains
stresses
numerical simulations
przemiany fazowe
spawanie laserowe
naprężenie
modelowanie numeryczne - Opis:
-
The work concerns the numerical modelling of structural composition and stress state in steel elements welded by a laser beam. The temperature field in butt welded joint is obtained from the solution of heat transfer equation with convective term. The heat source model is developed. Latent heat of solid-liquid and liquid-gas transformations as well as latent heats of phase transformations in solid state are taken into account in the algorithm of thermal phenomena. The kinetics of phase transformations in the solid state and volume fractions of formed structures are determined using classical formulas as well as Continuous-Heating-Transformation (CHT) diagram and Continuous-Cooling-Transformation (CCT) diagram during welding. Models of phase transformations take into account the influence of thermal cycle parameters on the kinetics of phase transformations during welding. Temporary and residual stress is obtained on the basis of the solution of mechanical equilibrium equations in a rate form. Plastic strain is determined using non-isothermal plastic flow with isotropic reinforcement, obeying Huber-Misses plasticity condition. In addition to thermal and plastic strains, the model takes into account structural strain and transformation plasticity. Changing with temperature and structural composition thermophysical parameters are included into constitutive relations. Results of the prediction of structural composition and stress state in laser butt weld joint are presented.
Praca dotyczy modelowania numerycznego składu strukturalnego i stanu naprężenia w elementach stalowych spawanych wiązką promieniowania laserowego. Pole temperatury w doczołowym złączu spawanym otrzymano z rozwiązania równania przewodnictwa ciepła z członem konwekcyjnym. Podano model źródła ciepła, a w algorytmie zjawisk cieplnych uwzględniono ciepło przemiany ciało stałe-ciecz, ciepła przemian w stanie stałym oraz ciepło parowania. Kinetykę przemian fazowych w stanie stałym oraz ułamki objętościowe powstających struktur wyznaczano w oparciu o klasyczne równania i wykresy ciągłego nagrzewania CTPA i spawalniczy wykres ciągłego chłodzenia CTPc-S. W modelu przemian fazowych uwzględniono wpływ parametrów cyklu cieplnego na kinetykę przemian fazowych podczas spawania. Naprężenia chwilowe i własne wyznaczono z rozwiązania równań równowagi mechanicznej w formie prędkościowej. W wyznaczaniu odkształceń plastycznych wykorzystano prawo nieizotermicznego plastycznego płynięcia ze wzmocnieniem izotropowym oraz warunkiem plastyczności Hubera-Misesa. W modelu uwzględniono, oprócz odkształceń termicznych i plastycznych, odkształcenia strukturalne i transformacyjne. W związkach konstytutywnych uwzględniono zmiany parametrów termofizycznych w funkcji temperatury i składu fazowego. Przedstawiono wyniki prognozowania składu strukturalnego i stanu naprężenia doczołowego połączenia spawanego laserowo. - Źródło:
-
Archives of Metallurgy and Materials; 2015, 60, 4; 2833-2842
1733-3490 - Pojawia się w:
- Archives of Metallurgy and Materials
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł