Πειραματική αξιολόγηση και υπολογιστική προσομοίωση συγκόλλησης TIG σε κράματα Αλουμινίου

Τζογάνης, Ευάγγελος; Tzoganis, Evangelos

dc.contributor.author	Τζογάνης, Ευάγγελος	el
dc.contributor.author	Tzoganis, Evangelos	en
dc.date.accessioned	2024-06-06T11:23:50Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59663
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27359
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Ναυτική και Θαλάσσια Τεχνολογία και Επιστήμη”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Συγκόλληση TIG	el
dc.subject	Μέθοδος Πεπερασμένων Στοιχείων	el
dc.subject	ANSYS	en
dc.subject	Μακροσκοπική μελέτη	el
dc.subject	TIG welding	en
dc.subject	Macroscopic study	en
dc.subject	Finite Element Method	en
dc.subject	ANSYS	en
dc.title	Πειραματική αξιολόγηση και υπολογιστική προσομοίωση συγκόλλησης TIG σε κράματα Αλουμινίου	el
dc.title	Experimental evaluation and computational simulation of TIG welding in Aluminum alloys	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Υπολογιστική μηχανική	el
heal.classification	Computational Mechanics	en
heal.classification	Μεταλλογραφία	el
heal.classification	Metallography	en
heal.classification	Θαλάσσια Τεχνολογία	el
heal.classification	Marine Technology	en
heal.dateAvailable	2025-06-05T21:00:00Z
heal.language	el
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-02-29
heal.abstract	Στη παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται μια σημαντική προσπάθεια να κατανοηθούν οι μηχανισμοί και τα φαινόμενα της συγκόλλησης TIG των κραμάτων αλουμινίου που αφορούν την ένωση ενός αγωγού υποβρυχίου καλωδίου και μιας συμπαγούς ράβδου. Είναι μείζον, να αναλυθούν οι προκλήσεις και οι δυσκολίες που αντιμετωπίζει η υποβρύχια καλωδίωση και η συνακόλουθη σύνδεση στα πλαίσια της θαλάσσιας τεχνολογίας ώστε να εξασφαλίζεται η μηχανική και ηλεκτρική συνέχεια αυτών. Η διττή μορφή της διπλωματικής εργασίας, δηλαδή πειραματική και υπολογιστική είχε ως προαπαιτούμενο τη διεκπεραίωση της συγκόλλησης σε πραγματικές συνθήκες και την αποτύπωση αυτών, με όσες παραδοχές και απλοποιήσεις χρειάστηκαν, σε θερμομηχανικό πρόβλημα στο πρόγραμμα επίλυσης με τη μέθοδο των Πεπερασμένων Στοιχείων, ANSYS. Η εξαγωγή αποτελεσμάτων τα οποία θα συνεισφέρουν στην καλύτερη κατάρτιση και αποφυγή προβλημάτων στα υποθαλάσσια καλώδια είναι κρίσιμη, δεδομένης και της μεγάλης εξέλιξης των παράκτιων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Στα δύο πρώτα κεφάλαια δίνονται ορισμένες πληροφορίες για τα υποβρύχια καλώδια και τη συγκόλληση TIG, ενώ στο τρίτο γίνεται η αναφορά της διεργασίας και των στοιχείων αυτής. Ακολουθεί η πειραματική αξιολόγηση διατομών του συγκολλούμενου στοιχείου η οποία έγινε στο εργαστήριο Ναυτικής Τεχνολογίας του τμήματος των Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών του ΕΜΠ. Στο πειραματικό σκέλος έγινε μελέτη της μακροδομής σε εγκάρσιες & διαμήκεις τομές (μέτρηση διαστάσεων, μελέτη μακροδομής Μετάλλου Συγκόλλησης (ΜΣ),Θερμικά Επηρεασμένης Ζώνης (ΘΕΖ), μετάλλων βάσης (ΜΒ), προσδιορισμός χαρακτηριστικών των περιοχών ανάμιξης βασικών μετάλλων, μικροσκληρομετρήσεις). Έπεται, η θεωρία πίσω από το θερμομηχανικό μοντέλο και η υπολογιστική προσομοίωση της συγκόλλησης, η ανάλυση για τον υπολογισμό παραμενουσών τάσεων στη συγκόλληση (FEM). Σκοπός είναι η επίλυση του μοντέλου και η εκτίμηση των αντίστοιχων εκπορευόμενων συμπερασμάτων. Με πρώτο σκέλος την επίλυση του προβλήματος μετάδοσης θερμότητας (καταγραφή συνθηκών συγκόλλησης, heat input rate, εισαγωγή θερμοφυσικών & μηχανικών ιδιοτήτων ΜΒ & ΜΣ). Επιπρόσθετα, ο υπολογισμός θερμοκρασιακών κατανομών, ο προσδιορισμός θερμικών κύκλων, ρυθμών ψύξης, η συσχέτιση χαρακτηριστικών συγκόλλησης με τις συνθήκες πραγματικής συγκόλλησης. Το δεύτερο σκέλος αφορά τον υπολογισμό κατανομών παραμενουσών τάσεων και παραμορφώσεων και την κρισιμότητα αυτών. Στο τέλος αυτής της προσπάθειας, προτείνονται συνοπτικά ορισμένες προτάσεις για μελλοντικές εργασίες του συγκεκριμένο ή παρεμφερών προβλημάτων.	el
heal.abstract	In this thesis an important attempt is made to understand the mechanisms and phenomena of TIG welding of aluminum alloys involving the jointing of a submarine cable conductor and a solid bar. It is important to analyze the challenges and difficulties faced by underwater cabling and the subsequent connection in the context of marine technology to ensure their mechanical and electrical continuity. The dual format of the diploma work, i.e. experimental and computational, had as a prerequisite the processing of welding in real conditions and the recording of these, with as many assumptions and simplifications as were needed, in a thermomechanical problem in the solution program with the Finite Element method, ANSYS. Extracting results that will contribute to better training and avoiding problems in submarine cables is crucial, given the great development of coastal renewable energy sources. The first two chapters give some information on underwater cables and TIG welding, while the third one covers the process and its components. The following is the experimental evaluation of cross-sections of the welded element, which was carried out in the Naval Technology laboratory of the Naval Mechanical Engineering Department of NTUA. In the experimental part, the macrostructure was studied in transverse & longitudinal sections (measurement of dimensions, macrostructure study of Weld Metal (WM), Heat Affected Zone (HAZ), base metals (BM), determination of characteristics of basic mixing areas metals, microhardness measurements). Next, the theory behind the thermomechanical model and computational simulation of welding, the analysis for calculating residual stresses in welding (FEM). The purpose is to solve the model and estimate the corresponding conclusions. With the first part solving the heat transfer problem (recording of welding conditions, heat input rate, introduction of thermophysical & mechanical properties WM & BM). Additionally, the calculation of temperature distributions, the determination of thermal cycles, cooling rates, the correlation of welding characteristics with actual welding conditions. The second part concerns the calculation of distributions of residual stresses and deformations and their criticality. At the end of this effort, some suggestions for future work on this or similar problems are briefly proposed.	el
heal.advisorName	Ανυφαντής, Κωνσταντίνος	el
heal.advisorName	Ζερβάκη, Άννα	el
heal.committeeMemberName	Ανυφαντής, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Ζερβάκη, Άννα	el
heal.committeeMemberName	Τσούβαλης, Νικόλαος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	118 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false