Hegesztési folyamatok és jelenségek véges-elemes modellezése Pogonyi Tibor 2012. 11. 14. Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi.

Az előadások a következő témára: "Hegesztési folyamatok és jelenségek véges-elemes modellezése Pogonyi Tibor 2012. 11. 14. Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi."— Előadás másolata:

1 Hegesztési folyamatok és jelenségek véges-elemes modellezése Pogonyi Tibor 2012. 11. 14. Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007

2 Az előadás témakörei A véges elemes modellezés lépései Példák a hegesztés véges elemes modellezésére A SYSWELD programrendszer lehetőségei SYSWELD alkalmazása példán keresztül Eredmények 22012. 11. 14. Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007

3 A véges elemes modellezés lépései 1. Nagy részekre bontás, A szerkezet kisebb méretű, „szabályos” elemekre bontása, Az elemek csomópontokban kapcsolódnak, Az elemek összessége alkotja a szerkezeti modellt, Az elemeken belül az elmozdulás, vagy hőmérséklet, stb. mezőt lineáris, négyzetes függvények közelítik, 32012. 11. 14. Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007

4 A véges elemes modellezés lépései 2. Az eredmények csomópontokban és elemeken értelmezett mennyiségek (elmozdulás, alakváltozás, feszültség, hőmérséklet, stb.), Az eredmények hibája az elemmérettől és a közelítés fokától függ, Finomabb háló és/vagy magasabb fokú elemek pontosabb eredményt biztosítanak, különböző elemtípusok (rúd, gerenda 2D, 3D, héj,… ) használhatók a szerkezet leírására. 42012. 11. 14. Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007

5 Példa a hegesztés 2D VE modellezésére 5 Ellenállás ponthegesztés modellezése Hőmérséklet eloszlás az áram kikapcsolás pillanatában. 2012. 11. 14. Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007

6 Példa a hegesztés 3D VE modellezésére Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 6 Ellenállás ponthegesztés háromdimenziós modellje 2012. 11. 14.

7 Példa az ellenállás tompahegesztés VE modellezésére Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 7 Hőmérséklet eloszlás a zömítés előtt 2012. 11. 14.

8 VE modellezésével kapott alakváltozás Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 8 Alakváltozási állapot K f = 2,15 esetén Alakváltozás mértéke K f = A v / A k 2012. 11. 14.

9 További VE modellezések Hidegsajtoló hegesztés modellezése. (MARC) Varrat alakjának feszültségtorlódást okozó hatásának modellezése. (ANSYS) Lemez egyengetésének modellezése (MARC) Varrathibák modellezése. (MARC) Mind a MARC, mind az ANSYS alkalmazásánál az volt a probléma, hogy ezek nem hegesztés modellezésére készült programok, így minden hegesztésnél játszódó folyamatot nem tudtak figyelembe venni. Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 92012. 11. 14.

10 A hegesztésnél egyszerre több folyamatot is figyelembe kell venni Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 102012. 11. 14.

11 A SYSWELD programrendszer lehetőségei A program lehetővé teszi mind hegesztésre, mind hőkezelésre: – a hőmérséklet mező meghatározását, – a szövetszerkezetek meghatározását, – a keménység meghatározását HV – ben, – az ausztenit szemcsenagyságának meghatározását, – a maradó alakváltozások meghatározását, – a maradó feszültségek meghatározását, – a karbon és nitrogén tartalom meghatározását. Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 112012. 11. 14.

12 A SYSWELD alkalmazásának bemutatása egy példán keresztül Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 12 Először a 2D modell egy részét készítjük el: Csomópontok, Felületek, Varrat keresztmetszetének, Háló megadása 2012. 11. 14.

13 3D-s modell elkészítése Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 13 Háromdimenziós elemeket készítünk irányvektorok segítségével. 2012. 11. 14.

14 A valós méretek megadása Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 14 Valós méretek megadása 2D felületek és irányvektorok segítségével történik. 2012. 11. 14.

15 A kész modell Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 15 Transzformálás „y” irányba Tükrözés „z” tengelyre 2012. 11. 14.

16 Megfogások definiálása Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 162012. 11. 14.

17 A modell elkészítése után adhatjuk meg a hegesztési paramétereket Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 17 Anyagminőség: S355J2G3, X5CrNi18-10 Hegesztési eljárás: AWI hegesztés d w = 2 mm I= 100 A (folyamatos áram) U= 18 V V heg = 1,67 mm/s q/v = 0,755 KJ/mm hatásfok 0,7 2012. 11. 14.

18 2016. 09. 26. Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 18

19 Gyakorlatban mért eredmények 1. 2016. 09. 26. Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 19

20 Gyakorlatban mért eredmények 2. 2016. 09. 26. Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 20

21 Sysweld eredmények 1. Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 21 2012. 11. 14. 0,821 mm

22 Sysweld eredmények 2. Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 222012. 11. 14. 1,255 mm

23 Ansys eredmény Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 232012. 11. 14. 0,033 mm

24 SolidWorks eredmények 1. Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 242012. 11. 14. 0,219 mm

25 SolidWorks eredmények 2. Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 252012. 11. 14. 0,231 mm

26 Összefoglalás Már van tapasztalat hegesztési folyamatok véges elemes modellezésére, azonban a képlékeny alakításra, feszültség analízisre készített szoftverek nem vesznek figyelembe minden folyamatot, ami a hegesztésben lejátszódik, ezért ezek a programok nehezen alkalmazhatók hegesztés modellezésére. Az ANSYS és a SOLIDWORKS programok fejlesztés alatt állnak. A SYSWELD kifejezetten hegesztés modellezésére alkalmas szoftver. Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi Főiskolán TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0007 262012. 11. 14.