Αναλυτική και υπολογιστική μελέτη του προβλήματος ενίσχυσης χαλύβδινου κυλίνδρου με περίβλημα αλουμινίου

Κανελάκη, Βασιλική Ευαγγελία; Kanelaki, Vasiliki Evangelia

dc.contributor.author	Κανελάκη, Βασιλική Ευαγγελία	el
dc.contributor.author	Kanelaki, Vasiliki Evangelia	en
dc.date.accessioned	2025-01-20T11:33:17Z
dc.date.available	2025-01-20T11:33:17Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60891
dc.rights	Default License
dc.subject	Επιμεταλλωμένα Μέταλλα	el
dc.subject	Μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων	el
dc.subject	Ενδιάμεση φάση	el
dc.subject	Συντελεστής έντασης των τάσεων	el
dc.subject	Συγκόλληση με λέιζερ	el
dc.subject	Metallized metals	en
dc.subject	Finite element method	en
dc.subject	Interphase	en
dc.subject	Stress intensity factor	en
dc.subject	Laser Cladding	en
dc.title	Αναλυτική και υπολογιστική μελέτη του προβλήματος ενίσχυσης χαλύβδινου κυλίνδρου με περίβλημα αλουμινίου	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υπολογιστική Μηχανική	el
heal.classification	Αναλυτική επίλυση κυλινδρικού τριφασικού μοντέλου	el
heal.classification	Διάδοση ρωγμής	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-07-12
heal.abstract	Η διαρκής ανάπτυξη των μεθόδων κατεργασίας και συνδυασμού των υλικών συνεπάγεται την ανάγκη διαρκούς μελέτης της μηχανικής συμπεριφοράς τους. Τα σύνθετα υλικά συμβάλλουν ιδιαίτερα στη βελτίωση της αντοχής των υλικών στις κατασκευές. Για τη βέλτιστη αξιοποίηση τους είναι σημαντικός ο ακριβής προσδιορισμός των ιδιοτήτων τους, που μπορεί να επιτευχθεί είτε πειραματικά, είτε μέσω της μελέτης τους με αναλυτικό τρόπο, είτε μέσω της μοντελοποίησης τους σε πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων. Επιπροσθέτως, μέσω της μεθόδου πεπερασμένων στοιχείων είναι εφικτό να πραγματοποιηθούν προβλέψεις για τη διάδοση ατελειών, όπως είναι οι ρωγμές, στα υλικά, στο πλαίσιο της μελέτης της αντοχής τους υπό φόρτιση. Στην διπλωματική αυτή εργασία μελετάται το πρόβλημα της ενίσχυσης του χάλυβα με επίστρωση προστατευτικού μετάλλου και η δημιουργία ενδιάμεσης φάσης ανάμεσα στα δύο μέταλλα κατά τη συγκόλληση τους. Συγκεκριμένα, μελετώνται κυλινδρικά δοκίμια χάλυβα στα οποία συγκολλάται προστατευτική επίστρωση κράματος αλουμινίου με laser. Γίνεται η θεώρηση ότι κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης προκύπτει η δημιουργία μιας ενδιάμεσης φάσης (Interphase), οι ιδιότητες της οποίας προσδιορίζονται από την αναλυτική λύση του τριφασικού κυλινδρικού μοντέλου. Επίσης προσδιορίζονται αναλυτικά τα ελαστικά μέτρα του δοκιμίου και στη συνέχεια το πρόβλημα μελετάται υπολογιστικά, με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων (FEM). Επίσης, μελετάται υπολογιστικά η συμπεριφορά του δοκιμίου υπό εφελκυστική φόρτιση θεωρώντας την ύπαρξη προϋπάρχουσας ρωγμής και προσδιορίζεται ο συντελεστής έντασης των τάσεων κατά τη διάδοση της ρωγμής στο προστατευτικό στρώμα. Για την υπολογιστική ανάλυση χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό ANSYS 2021R1 Τα δοκίμια που μελετώνται στην παρούσα εργασία βασίστηκαν στη μελέτη: «Influence of the interphase between laser-cladded metal layer and steel substrate on fatigue propagation of a short edge crack» των L. Malíková, Pavel Doubek, Petr Miarka, Stanislav Seitl Η αναλυτική επίλυση του τριφασικού μοντέλου βασίστηκε σε μελέτες του αντίστοιχου επταφασικού μοντέλου με ενδιάμεσες φάσεις και οι υπολογισμοί πραγματοποιήθηκαν μέσω του λογισμικού MATLAB.	el
heal.abstract	The continuous development of material processing and combination methods entails the need for the ongoing study of their mechanical behavior. Composite materials contribute significantly to the improvement of material strength in construction. For their optimal utilization, precise determination of their properties is crucial, which can be achieved either experimentally, by analytical solving methods, or by modeling them in programs that use the finite element method. Additionally, through the finite element method, it is feasible to make predictions regarding the propagation of flaws, such as cracks, in materials within the context of studying their strength under loading. In this thesis, the problem addressed is reinforcing steel with a protective metal coating and creating an intermediate phase between the two metals during their welding. Specifically, cylindrical steel specimens are studied, to which a protective aluminum alloy coating is welded using a laser. It is assumed that during welding, the creation of an intermediate phase (Interphase) occurs, the properties of which are determined by the analytical solution of the three-phase cylindrical model. Additionally, the elastic measures of the specimen are analytically determined, and then the problem is studied computationally using the finite element method (FEM). Furthermore, the behavior of the specimen under tensile loading is computationally studied, considering the presence of a pre-existing crack, and the stress intensity factor during crack propagation in the protective layer is determined. For the computational analysis ANSYS 2021R1 software was used The specimens studied in this thesis are based on the study: «Influence of the interphase between laser-cladded metal layer and steel substrate on fatigue propagation of a short edge crack» by L. Malíková, Pavel Doubek, Petr Miarka, Stanislav Seitl The analytical solution of the three-phase model was based on studies of the corresponding seven-phase model with intermediate phases and the calculations were performed using MATLAB software.	en
heal.advisorName	Θεοτόκογλου, Ευστάθιος	el
heal.committeeMemberName	Θεοτόκογλου, Ευστάθιος	el
heal.committeeMemberName	Ζήσης, Αθανάσιος	el
heal.committeeMemberName	Ευταξιόπουλος, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών. Τομέας Μηχανικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	93 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false