Υπολογιστική μελέτη των ασκούμενων φορτίων κατά την συγκόλληση δια τριβής με ανάδευση κραμάτων αλουμινίου.

Ράπτης, Παναγιώτης; Raptis, Panagiotis

dc.contributor.author	Ράπτης, Παναγιώτης	el
dc.contributor.author	Raptis, Panagiotis	en
dc.date.accessioned	2022-01-18T09:15:07Z
dc.date.available	2022-01-18T09:15:07Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54347
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22045
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Συγκόλληση δια τριβής με ανάδευση	el
dc.subject	Ανόμοια κράματα αλουμινίου	el
dc.subject	Μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων	el
dc.subject	Αριθμητική ανάλυση	el
dc.subject	Θερμοκρασιακά πεδία	el
dc.subject	Friction stir welding	en
dc.subject	Numerical analysis	en
dc.subject	Finite Element Analysis	en
dc.subject	Temperature fields	en
dc.subject	Dissimilar aluminum alloys	en
dc.title	Υπολογιστική μελέτη των ασκούμενων φορτίων κατά την συγκόλληση δια τριβής με ανάδευση κραμάτων αλουμινίου.	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Επιστήμη Υλικών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-10-20
heal.abstract	Η συγκόλληση δια τριβής με ανάδευση αποτελεί μια νέα τεχνική σύνδεσης μετάλλων σε στερεά κατάσταση. Στην παρούσα διπλωματική εργασία έχει αναπτυχθεί ένα αριθμητικό μοντέλο που βασίζεται σε επιστημονική γνώση και αποτελεί ένα χρήσιμο εργαλείο για την πρόβλεψη της θερμοκρασίας και των θερμοκρασιακών διαβαθμίσεων, που αναπτύσσονται στην FSW κραμάτων αλουμινίου Al 5083-H111 και Al 6082-T4. Το υπολογιστικό εργαλείο (λογισμικό πρόγραμμα) που χρησιμοποιήθηκε για την προσομοίωση είναι το Abaqus/Explicit όπου εκτελέσθηκε μια δυναμική Explicit ανάλυση. Δημιουργήθηκε ένα τρισδιάστατο θερμομηχανικό μοντέλο της συγκόλλησης δια τριβής με ανάδευση και μελετήθηκε η ανάπτυξη της θερμοκρασίας και στα 3 στάδια της συγκόλλησης (στάδιο βύθισης, στάδιο σταθεροποίησης, στάδιο συγκόλλησης). Η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε είναι η Coupled Eulerian-Lagrangian (με χρήση της μεθόδου Volume-Of-Fraction). Τα προς συγκόλληση δοκίμια μοντελοποιήθηκαν ως σώματα Eulerian ενώ το εργαλείο ως λαγκραντζιανό σώμα. Το μοντέλο επαφής που υιοθετήθηκε υπακούει στον νόμο του Coulomb ενώ η ταχύτητα συγκόλλησης καθορίστηκε από τις ταχύτητες εισροής και εκροής του υλικού. Συγκεκριμένα, εξετάστηκε η επιρροή που έχουν διαφορετικές παράμετροι λειτουργίας όπως η γωνία κλίσης του εργαλείου (0⁰,1⁰,2⁰) και η περιστροφική ταχύτητα (800 RPM, 1200 RPM) στη μέγιστη θερμοκρασία και την ανάπτυξη των ζωνών συγκόλλησης. Γενικά βρέθηκε ότι η μέγιστη θερμοκρασία, που αναπτύσσεται κατά την συγκόλληση κυμαίνεται από 536⁰C έως 542⁰C ανάλογα με τις παραμέτρους, οι οποίες έχουν εισαχθεί κατά την μοντελοποίηση. Σημειώθηκε ακόμη ότι σε όλους τους συνδυασμούς παραμέτρων η θερμοκρασία που αναπτύσσεται στην προωθούμενη πλευρά παραμένει καθ’ όλη την διάρκεια της διαδικασίας μεγαλύτερη από αυτήν στην υποχωρούσα πλευρά λόγω της νόμων που αφορούν στην παραγωγή θερμότητας σε κάθε πλευρά. Επίσης, παρατηρείται ότι με την αύξηση της περιστροφικής ταχύτητας του εργαλείου σημειώνεται και αύξηση της μέγιστης θερμοκρασίας, τόσο κατά μήκος της ζώνης συγκόλλησης όσο και στην υπόλοιπη επιφάνεια του δοκιμίου.	el
heal.abstract	Friction Stir Welding is a new welding technique for joining and processing metals. In the current thesis work, a numerical model has developed based on scientific knowledge and provides a useful tool for predicting the temperature and the temperature fields that develop during the FSW of dissimilar aluminum alloys Al 5083-H111 and Al 6082-T4. The software used for this analysis is Abaqus/Explicit where a dynamic explicit analysis is carried out. A three-dimensional (3D) thermomechanical problem of the FSW procedure developed and the behavior of the temperature was studied during the 3 phases (plunging, dwelling, welding). A coupled Eulerian-Lagrangian method was used for the simulation following the volume-of-fraction method. The workpiece is modeled using Eulerian formulation, while the toοl is modeled using Lagrangian approach. Coulomb’s frictional contact model is adopted to define the tool workpiece interaction while the welding speed is defined by material inflow and outflow velocities. More specifically, the influence of different operating parameters such as the tool tilt angle (0⁰,1⁰,2⁰) and the rotational speed of the tool (800 RPM, 1200 RPM) to the maximum temperature and the development of the process zones was studied. In general, the maximum temperature during the FSW was found to vary from 536⁰C to 542⁰C, depending on the process parameters entered during the modelling. It was also noted that in all combinations of parameters, the temperature that develops on the advancing side remains higher throughout the whole process than that on the retreating side due to the laws concerning the heat production on each side. It is also observed that with the increase in the rotational speed of the tool there is an increase in the maximum temperature both along the welding zone and on the rest of the workpiece.	en
heal.advisorName	Παπαευθυμίου, Σπυρίδων	el
heal.committeeMemberName	Μαρκόπουλος, Άγγελος	el
heal.committeeMemberName	Τσακιρίδης, Πέτρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	134 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false