Wyniki 1-3 spośród 3 dla zapytania: authorDesc:"Zbigniew SATERNUS"

Wykorzystanie pakietu Abaqus do symulacji numerycznej zjawisk cieplnych w procesie spawania wiązką laserową


  Praca przedstawia wyniki analizy numerycznej zjawisk cieplnych towarzyszących procesowi spawania laserowego. Pole temperatury generowane ruchomym źródłem ciepła otrzymano z numerycznego rozwiązania równania zachowania energii z prawem Fouriera metodą elementów skończonych. Do obliczeń zastosowano moduł Abaqus/Standard. W modelowaniu rozkładu mocy objętościowych źródeł ciepła wykorzystano procedurę DFLUX, gdzie źródło wiązki laserowej opisano rozkładem gaussowskim z liniowym spadkiem gęstości mocy w kierunku penetracji materiału. W obliczeniach uwzględniono zmienne z temperaturą własności termofizyczne oraz ciepła przemian ciało stałe - ciecz i ciecz - gaz. Przedstawiono wyniki symulacji numerycznych pola temperatury w złączu doczołowym i teowym. Oszacowano kształt i wielkość poszczególnych stref złączy spawanych. This paper presents the results of numerical analysis of thermal phenomena accompanying laser welding process. Temperature fi eld gener- field generated by movable heat source was obtained by the numerical solution of energy conservation equation with Fourier law in finite element method. Abaqus/Standard module was used in calculations. DFLUX subroutine was used during modelling of volumetric heat sources power distribution, in which laser beam heat source was described by Gaussian distribution with assumed linear decrease of power intensity in direction of material penetration. Temperature dependent thermo-physical parameters and latent heats of solid-liquid and liquid-gas transformations were taken into account in calculations. The results of numerical simulations of temperature field in butt-joints and T-joints are presented. The shape and size of each characteristic zone of the joint is estimated. Słowa kluczowe: spawanie laserowe, zjawiska cieplne, modelowanie numeryczne, pole temperatury, analiza MES Key words: laser welding, thermal phenomena, mathemat[...]

Symulacje numeryczne i badania doświadczalne deformacji spawanego laserowo połączenia teowego typu I-core DOI:


  Praca dotyczy prognozowania numerycznego i pomiarów rzeczywistych odkształceń spawalniczych w spawanych laserowo innowacyjnych połączeniach teowych typu I-core, wykonanych ze stali S355. Analizę numeryczną zjawisk cieplnych i mechanicznych przeprowadzono za pomocą pakietu oprogramowania inżynierskiego Abaqus FEA. W algorytmie numerycznym zastosowano dodatkowe, autorskie procedury numeryczne służące do modelowania złożonych zjawisk cieplno-mechanicznych procesu spawania, takich jak: ruch źródła ciepła spawającego, rozkład mocy źródła ciepła wiązki laserowej oraz kinetyki przemian fazowych stali w stanie stałym. W obliczeniach numerycznych uwzględniono zmienne z temperaturą własności termomechaniczne spawanej stali. Wykonano badania doświadczalne struktury złącza i deformacji złączy spawanych. Przedstawiono porównanie obliczonych rozkładów temperatury i deformacji spawalniczych z wynikami eksperymentu. This paper contains numerical prediction and measurements of real welding deformations in laser welded innovative T-joints I-core type, made of 355 steel. Numerical analysis of thermal and mechanical phenomena is performed in Abaqus FEA engineering software. In the numerical algorithm additional author’s numerical procedures are used for modelling of coupled thermomechanical phenomena in welding process, such as: the motion of welding source, the distribution of laser beam heat source power and the kinetics of phase transformation in solid state. Changing with temperature thermomechanical properties of welded steel are taken into account in numerical calculations. Experimental measurements of welded joints structure composition and welding deformations are performed in this study. Presented results include calculated temperature distribution and welding deformations compared with experimental results. Słowa klucze: Spawanie laserowe, połączenie teowe, modelowanie numeryczne, zjawiska cieplne, przemiany fazowe, odkształcenia spawalnicze Ke[...]

Analiza numeryczna wpływu wybranych parametrów spawania na stan naprężenia i deformacje w połączeniu zakładkowym spawanym laserowo DOI:10.15199/24.2018.1.7


  Wprowadzenie. Technologia spawania wiązką promieniowania laserowego jest szeroko stosowana w produkcji innowacyjnych konstrukcji spawanych [1, 2]. Główną zaletą stosowania technik laserowych jest zwiększenie efektywności procesu spawania oraz możliwość automatyzacji i robotyzacji procesu [1, 3]. Spawanie wiązką laserową jest złożonym procesem, któremu towarzyszą sprzężone zjawiska cieplno-mechaniczne występujące w szerokim zakresie temperatury [2]. Istotnym elementem procesu spawania są deformacje spawalnicze, które powstają nieuchronnie w spawanych elementach. Wielkość powstałej deformacji w głównej mierze zależy od ilości ciepła wprowadzanego do materiału podczas spawania [1, 4]. Zastosowanie laserowego źródła ciepła, ze względu na znacznie mniejszą strefę nagrzanego materiału w p orównaniu ze strefą powstałą podczas spawania klasycznymi metodami, znacząco zmniejsza możliwość generowania odkształceń spawalniczych [5-7]. Dostępność nowoczesnych typów laserów technologicznych o różnych mocach oraz specjalistycznych głowic laserowych do spawania stwarzają możliwości konfigurowania i budowy zaawansowanych stanowisk [3]. Połączeniem laserowym stosowanym w wielu gałęziach przemysłu, między innymi w przemyśle motoryzacyjnym oraz przemyśle lotniczym jest połączenie zakładkowe [8, 9]. Placówki badawcze oraz biura projektowe coraz częściej wykorzystują metody numeryczne do wstępnej oceny poprawności projektowanych konstrukcji [4, 10]. Dokładne odwzorowanie modelu rzeczywistego w p rogramie obliczeniowym oraz przyjęcie odpowiednich modeli matematycznych i numerycznych ma istotny wpływ na jakość i wiarygodność otrzymanych wyników analizy. Ważnym etapem modelowania numerycznego procesów cieplnych jest właściwy dobór odpowiednich parametrów procesu [1, 2, 10]. W pracy przeprowadzono prognozowanie numeryczne stanu naprężenia i deformacji w spawanym laserowo połączeniu zakładkowym wykonanym ze stali austenitycznej X5CrNi18-10. Oblicz[...]

 Strona 1