Phân tích truyền nhiệt hàn và ứng dụng nguyễn thế ninh

TS NGUYEN THE NNH PHN TCH TRUYẩN NHIT HN V NG DNG KUNDI HCNHA7RAN6 THU* VIEN FW1T, MlEAust, MAWS Senior Structural Integrity Engineer, HRL Technology, 677 Springvale Road, Mulgrave, VIC 3170, Australia Email: nnguyen@hrl.com.au NHA XU AT BAN BACH KHOA - HA NOI i ằ ằJ* ' *> ' ' 1 I ô ớằ V >4 V f i iớ A/ so 45-2008/CXB/209-01/BKHN MC LC MC LC I GII THIU V CUN SCH V TC GI LI NểI DU CHNG CC QU TRèNH HN V NGUN NHIT HN I I G iúi t h i u 1.2 Tom lỏt mt s gu TRèNH HN co BAN 1.3 N hp mũn hũ quang h n 1.4 G ii thiu cỏc nguũn nhit hn 1.5 Ki t l u n TI LIU THAM KHAO 26 30 41 42 CHNG PHNG PHP PHN TCH 43 2.1 G ii THIU 43 2.2 Co s GIAI CC PHNG TRèNH IRl 'VI N NHIT 43 2.3 Phng phỏp xp chng nghim ca cỏc nguũn nhit iộ m .54 2.4 KT:t lun 56 TI LIU THAM KHAO .56 CHNG NGHIM GII TCH CHO CC BI TON NGềN NHIT c o B N 57 3.1 G ii THIU 57 3.2 Nai ễn NHIT IM TRONG vt ln vũ h n .57 3.3 Ngun nhit ng vt TH LN V HN 61 3.4NGUN nhit MT PHNG TRONG VT Tin Về HN 63 3.5 Ngun NHIT MT PHNG ' 64 Ngun nhit dng DA TRềN TRN VT BN vũ IIN .67 3.7 NGL n nhit dng m r TR TRONG VT TH vũ HN 68 3.8 Ngun nhit dng MT CU TRONG VT V IIN 68 3.9NGUN nhit dng KHI TRTRONG VT TI II Vể HN 69 ) Kột I CN 70 T L.l:u THAM KIIAO .70 CHNG NGHIM GII TCH ểI VI CC TRNG HP NGN NHIT HAI CHIU PHN B GAXO 72 4.1 G iúi thiu 72 N gi n nhit phng vt thỳ bỏn vú h n 72 4.3NGUểN NHIT phang phn BGa UX IM DY 79 4.4 k ớt lun 83 T 1.11.1 THAM khỏo 83 CHNG NGHIM GII TCH CHO CC NGU ễN NHIT DNG KHểI CU 84 5.1 Giúi THILI 84 5.2NGUểN NHIT KHI CU TRONG VT THI BAN v HN .84 5.3 Noi n NHIT KHI CU TRONG TM DAY .87 5.4NGUN NHIT KHI CU TRONG VT HèNH TR 89 5 Kớt LCN .z z z z z z z z z .95 T I.It THAM KHAO 96 CHNG NGHIM GII TCH CHO NGềN NHIT Cể MT NHIT NNG PHN Bể DNG ELIPSOID N .97 6) 1CèII ITIIU 97 6.2 Nut ON NHILT 1.1 1IPSOID DON IRNl, \ \l nil BNWOll.W 98 6.3 Noi on Mill I H.IPSOIt) IXi \ IKONG IAM DAY t, () MU I l l l m c Ilf lMAX 105 6.4 N gun nhit EI.IPSOID LAI TRONG 1.1X Kl I ( \( I UUTIA MểI IING(M 12 6.5 N ghim GIAI TCH CHO TRNG HP NGl ON Mill I I I IPSDII) DON IRONG VI TIIT DNG KHểI I R 121 6.6 N gun NHIT EUPSOID ON TRONG VT DNG KHI II CAI DC 129 6.7 N guún nhit LI IPS0U)I>N vi dng khúi ( ON DC 136 6.8 kột LUN 144 TI LIU THAM KHAO 145 CHNG NGHIM GII TCH CHO NGl ềN NHIT Cể MT NHIT NNG DNG ELIPSềlD KẫP ! 146 7.1 G iúi THIU 146 7.2 NGUễN NHIT ELLIPSOID KẫP TRONG VT BN vụ HN 146 7.3 N gun NHIT ELIPSOID KẫP TRONG TM DY Cể KCH THC HU HN 149 7.4 N gun NHIT EL1PSOIDKẫP LAI TRONG LIấN KFT CCTM CHA MI HN GểC 153 7.5 N ghim GIAI TCH NGUN NHIT ELLIPSOID KI p TRONG VT THấ KHểI TR 158 7.6 N ghim GIAI TCH NGUềN NHIT ELIPSOID KẫP TRONG VT THấ KHểI CU 161 7.7 N gun NHIT ELIPSOID KẫP TRONG VT DNG KHI CN 166 7.8 NGUN nhit ELIPSOID kộp LAI TRONG VT THE BN V HN 170 7.8 KẫT LUN 174 TI LIU THAM KHAO 175 CHNG n g d n g m ụ h ỡ n h n g u n n h i t k h ú i TRONG Mễ PHNG HèNH DNG VNG HN 176 8.1 G ii THIU .176 8.2 MU V VT LIU TH NGHIM 177 8.3 Phõn bú trng nhit chuyờn tip 179 8.4 Mụ PHONG HèNH DNG VNG HN .181 8.5 Mễ HNH N GIN CHO TNH TON HèNH DNG VNG HN 194 8.6 KẫT LUN .199 TI LIU THAM KHAO 199 CHNG NG SUT V BIN DNG NHIT 201 9.1 GII thiu 201 9.2 Phng TRèNH TNG IIT Mề TA NG SUT NHU T 202 9.3 NG SUT NHIT TRONG VT LN V HN 205 9.4 NG SUTNHIT TRONG TM MONG .' 206 9.5 NG SUT NHIT TRONG TM DY 210 9.6 NG SUT NHIT TRONG DM HN 212 9.7 NG SUT NHIT TRONG VT Cể DNG KHI CU DC 214 9.8 B iộn dng h n .217 9.9 KẫT LUN 226 TI LIU THAM KHAO 226 CHNG 10 M HèNH HểA NG SUT D TRONG LIấN KẫT HN 228 10.1 Giúi thiu 228 10.2 NG SUT d CHO TRNG hp HN P LN Bẫ MT TM .23 10.3 NG SUT D TRONG LIấN KẫT GN HN NHIấU LP 235 10.4 KẫT LUN 239 TI LIU THAM KHAO 239 CHNG 11 Mễ HèNH HểA Tể CHC T VI MI HN NểNG CHY 242 11.1 G ii thiu 242 11.2 N hit TI A 248 11.3 TểC NGUI 249 11.4 T hi gian ngui Ats 249 ii II C'HII l KNCi VI NGANH HUONG Mill; I 250 I 1.6 T hi GIAN I u KIM I.Ol I I Mill I IX.) MSI (Sil IIDA A l \ 251 I 1.7 Mụ hỡsh húa s LNG KCH IHUCIIT 252 11.8 G ian 1)0 IY ! THI l ie n PHA 256 I 1.9 CNG va im.) bộn CHA VI 1.11,1 PRONG VềNG ANH HNG NHU T .257 I I 10 Ki t 11 AN 260 T LU, U THAM KHAO 260 PH LC A - CC TNH CHT Lí NHIT CA MT Sể KIM LOI - HP KIM 262 TI LIU THAM KHAO 262 PH LC B - HM SAI S 263 TI L1U THAM KHAO PH LC 263 c - MT VI CHNG TRèNH TNH TON FORTRAN 264 G ii THIU 264 THUT TON CHO HAI CHNG TRèNH TNH TON TRấN MY VI TNH 265 TI LIU THAM KHO 271 PH LC D - WHEATSIM - PHN MẩM Mễ PHNG NHIT HN 272 CC danii mc ỏn SAU File: 272 CC DANH MC ỏn sau Input : .273 CC danh mc ỏn sau Heat S ource: .273 CC danh mc ỏn sau Run O ption: 274 CC danh mc ỏn sau Plot O ption: 279 Cỏc danh mc ỏn sau A nimation: 279 CC danh mc ỏn sau Help: 280 TI LIU THAM khỏo 281 111 Trõn trng kớnh tng b m Nguyn Th Dng v An Th Thy ó khụng quỏn nhng nm thng muụn gian nan cựa chin tranh v thi bao cõp nuụi dy chỳng n hc nờn ngi GI! T H I U Vẩ c L O N SCH V T C GI \ Hõu lốt cỏc quỏ trỡnh hn u hốn quan n nhit v bin thiờn nhit vt han Vic Ighiốn cu trng nhit hn v a cỏc nthim kha thi cho nhng bi toỏn hn khỏc luụn l võn d m gii nghiờn cu quan tõm hn 60 nm qua Trrg nhit hn c anh hng quyt nh en mt lot dc tớnh k thut khỏc cua liờn kốt hn (mũi hn) nh: kha nng xut hin ng sut d v bin dng d hn, hỡnh dng v kớch thc mi hn cu trỳc kim loi cua mũi hn vự vựng anh hng nhit, v.v Nhng yu t ú du anh hng túi chỏt lng san phm hn cng nh kha nng hnh :ỳa chỳng iờu kin thc tộ Do tinh Chat cua vt liu c hn thay ũi theo s bỳn thiờn nhit v dc diờm phc cua cỏc nguũn nhit hn, cỏc quỏ trỡnh trao i nhit v vt chỏt hn, cỏc mụ hỡnh tinh toỏn trng nhit hn thng tỡm cỏch n gin húa mt sụ tớnh chỏt hoc iu kin biờn, iờu kin ban u cua bi toỏn Cho (ờn nay, d cú rt nhiu nghim cho bi toỏn phn tớch nhit hn c cụng bụ trờn cỏc p chi chuyờn ngnh Nhng phn ln nhng nghim ny chu yờu giúi hn dng hai diu (2D) Thốm vo ú, chỳng thng dc bụ tan mn trờn cỏc ngun chớ, tới liu khoa hc khỏc v cha dc tụng hp li mt cỏch ngn gn v dờ hiu rong bt c mt quyn sỏch chuyờn khỏo no c gia t nhiu thnh phn khỏc th sinh viờn, k s cỏc nh nghiờn cu hoc nghiờn cu sinh cú thờ dựng ố tham khao v s dng mt cỏch thun li cho cụng vic cua mỡnh gop phn khc phc s thiu ht núi trờn, cun sỏch ny gii thiu cỏc nghim giai tớch cua nhiờu ngun nhit tỡnh cng nh dng cỏc vt thố bỏn vụ hn tm dy, mng liờn kt hn vt th hỡnh tr, hỡnh cu v hỡnh nún, cho mụ phong vựnghn vt thờ hỡnh tr, hỡnh cu v hỡnh nún cựng vi ng dng cỏc nghim ny cho nụ phng vựng hn ng suõt biờn dng hn mũ phong cõu trỳc t vi kim loi cỏc vựngnh hng nhit, c bit dụi vi cỏc ngun nhit chiu (3D) trng thỏi tnh v chuycn dng u Cunsỏch ny bao gụm 1 chng v ph lc Chng du gii thiu lụng quan vố quỏ trỡnh ln cỏc nguũn nhit hn v nhng nghim cua chỳng d dc cụng bũ trc õy Clurig gii thiu mt sụ phng phỏp tớnh toỏn cú thờ dựng dố giai cỏc bi toỏn ngun nhi thn m s c gii thiu cỏc chng tip theo Chng v dnh trung dờ gii niu nghim gii tớch cỏc ngun nhit mt chiờu, hai chiờu v nguũn nhit phn bũ drngGaux hai chiu (2D) Chng giúi thiu quỏ trinh giai cỏc ngun nhit hỡnh cõu vt thố bỏn vụ hn, tõm dy, tm hn gúc, hỡnh tr hỡnh cu v hỡnh nún Cỏc phng trỡnh ngun nhit v bin thiờn trng nhit d theo thi gian dc biờu th h tot cc i vúi trng hp ngun nhit hỡnh cu cỏc vt hn hỡnh tr, hỡnh cu vỡ hỡnh nún Nghim giai tớch cho ngun nhit elipsoid n v kộp cỏc vt the bm vụ hn, hu hn tm dy tõm hn gúc, hỡnh tr, hỡnh cu v hỡnh nún cựng c giú"i hiu cỏc chng v chng T chng den 11 gii thiu ng dng nguụi nhit hn khụi elipsoid kộp vic mũ hỡnh hoa cỏc vựng hn, ng sut biờn dmghn v mũ hỡnh húa cõu trỳc tố vi kim loi vựng anh hng nhit hn Cỏc bi toỏn tớnh t)ỏn ng dng c thờ minh cho s tin li cua vic dựng cỏc nghim gii tớch cua tớch ca nation nhit trona phn tớch nhit cho cỏc kốt cu hn cna c ii thiu chng ny Cun sỏch c vit chu yu dnh cho c aia l sinh viờn c khớ, sinh viờn chuyờn ngnh hn ti cỏc trng i hc, cao ng k thut, cỏc sinh viờn cao hc, cỏc k s c khớ, xõy dng ang cụng tỏc lm vic cỏc lnh vc cú lien quan n hn cỏc kt cu kim loi cỏc nnh nng lng, hoỏ cht, du khớ úng tu v lp dt mỏy múc thit b núi chung c bit i vi cỏc nh nahiốn cu giỏi quyt cỏc d cú liờn quan n ng sut bin dng kt cu hn, thit k cỏc kt cu hn hoc mụ hỡnh hoỏ cu trỳc tờ vi kim loi vựng anh hng nhit hn, nghiờn cu lp trỡnh t ng hoỏ v ti u hoỏ cỏc chu trỡnh hn hoc cỏc võn ố khỏc liờn quan thỡ cun sỏch ny cú th chớnh l mt nhng cun cm nang khụng th b qua Ngoi ra, sỏch ny s cú th l mt cun sỏch tham kho rt hu ớch cho cỏc k s phn mm ng dna cụng ngh hn dựng mụ phng cỏc quỏ trỡnh hn, ng sut bin dng hn, cu trỳc t vi kim loi hn cng nh cỏc h thụng iờu khiờn robot hn cụng nghip sn xut t ng hoỏ a CD kốm theo sỏch gm mt phn mm mang tờn w HEATSM (Weld HEAT SMlcition) tỏc gi vit bang Visual Basics nhm gii thiu ti c giỏ qua mụ phng hỡnh cỏc nghim cua nhiu ngun nhit khỏc v ng dng ca chng ố tớnh toỏn trng nhit cỏc tm hn kớch thc hu hn vi thụng sụ hn tựy chn khỏc Mt sụ chng trỡnh Fortran tỏc gi vit phc v cho tớnh toỏn s c nh xut bn cung cp cho ca c gi õy cựng l ln u tiờn, mt cun sỏch chuyờn khỏo cú giỏ tr v hn mt chuyờn gia Vit Nam vit c dch ting Vit v xut bn nc Tỏc gi, tin s Nguyn Th Ninh tt nghip k s chuyờn ngnh cụng ngh hn nm 1985 ti i hc K thut Slovakia (Tip Khc c), tham gia ging dy ti B mụn Hn v cụng ngh kim loi, i hc Bỏch khoa H Ni t 1985 n 1990 tt nghip Thc sỡ nm 1993 ti Vin cụng ngh chõu A (A1T), tt nghip Tin s ti i hc Adelaide, Australia nm 1996 Tỏc gi ó lm nghiờn cu sau bc tin s ti Vin Khoa hc Vt Liu Quc Gia Nht Bỏn, v i hc Sydney, Australia Hin tỏc gi l chuyờn gia chớnh ca cụng ty HRL Technology, Australia lnh vc ỏnh giỏ tui th v kh nng lm vic ca cỏc kt cu hnh iu kin chu ti phc nhit cao, c bit l cỏc kt cu nh mỏy nhit in Tỏc gi ó cú hon 50 cụng trỡnh cụng b ti cỏc hi ngh quc t v trờn cỏc chuyờn ngnh cú uy tớn nh Welding Journal cỳa Hi hn Hoa K (AWS), Journal o f Society o f Materials Science o f Japan (Nht Ban), Welding in the World ca Vin Hn Quc t (IIW), Journal o f Materials Processing Technology! (Elsevier Science) Nm 1999, tỏc gia ó c trao tng giai thng cho bi bỏo nghiờn cu khoa hc hay nht nm 1999 v mt cụng trỡnh nghiờn cu khoa hc cú nhiu sỏng to v ng dng cho lnh vc hng hỏi mang tờn "Arsharn Amerikian Memorial Maritime Welding" ti hi ngh v trin lm cỏc sỏn phm hn ton quc hng nm ca hip hi hn Hoa K t chc ti Chicago, Hoa K nm 2000 PGS.TS.Nguyn Thỳc H Trng B mụn Hn v Cụng ngh Kim loi i hc Bỏch khoa H Ni LI NểI DU Phn tớch trng nhit hựn dúng vai trũ rt quan trng vic ỏnh giỏ ng sut bin dng d hn v mụ phong cu trỳc te vi kim loi cỏc moi hn, kt cu hn õy l mt cụng vic dõu tiờn phai lm qui trinh ỏnh giỏ kha nng lm vic cua hng lot cỏc chi tiờt kờt cõu hn ngnh cụng nghip che to tu bien, mỏy bay, cu thộp, thỏp cao hay cỏc dng ụng cao ỏp dn hi nc, dn khớ du nghip nng lng, hoỏ chi v dõu khớ v.v c bit, cỏc thụng tin chớnh xỏc v quỏ trỡnh thay ụi nhit cua cỏc chi tiốt hn quỏ trỡnh che to v hnh l nhng cn c mang tớnh quyt nh ti kốt qu ỏnh giỏ tuụi th, kha nng lm vic cua cỏc kt cu hn Mc du trng nhit hn ó c Rosenthal nghiờn cu v cụng b t nm 1941 v thp ký 1950 dc Rykalin tip tc phỏt trin, cỏc nghiờn cu lnh vc ny khụng ngng c tip tc hon thin Cun sỏch ny l phiờn ban ting Vit ca cun Thermal Analysis o f Welds" tỏc gia vit v c Nh xut ban WIT Press (Anh quc) xuõt bn nm 2004 Ban tiờng Vit ny c Nh xut bỏn Bỏch khoa (i hc Bỏch khoa M Ni) phỏt hnh nhm gii thiu vi cỏc k s v sinh viờn, nghiờn cu sinh chuyờn ngnh cụng ngh hn v nhng lnh vc k thut liờn quan n hn nhng kt qu mi nhõt m tỏc giỏ ó cú iu kin thc hin thi gian nghiờn cu ti nc ngoi vic lp mụ hỡnh tớnh toỏn v mụ phng trng nhit hn, cng nh mt s ng dng c thờ mụ phong ng sut v bin dng hn, cu trỳc mi hn, v.v Tỏc giỏ xin chõn thnh cỏm n cỏc tũ chc v cỏ nhn nc ngoi sau y ó to iu kin hoc dn dt, giỳp nhit tỡnh quỏ trỡnh nghiờn cu, cựng nh ng viờn, khuyn khớch tỏc gia biờn son v xut bỏn cun sỏch (bn ting Anh) sau dy: C quan Khoa hc v K thut Nht Ban (Janpan Science and Technology Agency); cỏc trng i hc Adelaide, i hc Sydney ca Australia; Ts Wahab M A., khoa C khớ trng i hc Adelaide, Australia; PGs Ts Oehlers D.J, khoa Xy dng v Mụi trng ca Trng i hc Adelaide; Ts Ohta A., Ts Okada, Ts Hiraoka v Ts Nakamura, cỏc ụng Suzuki v Maeda, Vin Khoa hc Vt Liu Quc Gia Nht Ban (National Institute for Material Sciences), Tsukuba, Nht Ban; Gs Ts Mai Y w khoa C khớ, C din t v Khụng gian ti i hc Sydney Australia; Ts Quing Hua Quin v Ts Charlie Montross; Ts Symes C; PGs Ts Simpson s., khoa in v Tin hc Trng i hc Sydney; GS Ts Sloan lan; ễng Marcel c Kaegi; ễng Dick Coldham, Trung tõm t vt liu cụng ty URL Technology; Cụ Fiona Nelson; ễng Lance Sucharov, Nh xut bn WIT Press, South Hampton - Anh quc Tỏc gia cng xin chõn thnh cam n cỏc ng nghip nc l PGS.TS.Hong Tựng (Hi Khoa hc K thut hn Vit Nam) ó khụng tic cụng sc hiu ớnh bỏn ting Vit, PGS.TS.Nguyn Thỳc H (Trng i hc Bỏch Khoa H Ni) ó ginh thi gian quý bỏu viốt li gii thiu, TS Ngụ Lố Thụng (Trng i hc Bỏch Khoa H Ni) v ThS.Phm ỡnh Sựng (Trng i hc Xõy Dng) ó cú nhn xột v dúng gúp ý kin cho ban dch tiờng Vit cua tỏc gi Tỏc gia xin by to s bit n chõn thnh ti Ban lónh o Trng i hc Bỏch khoa H Ni v Nh xut ban Bỏch khoa - H Ni ó nhit tỡnh to iu kin xut ban cun sỏch ny ti Vit Nam Cui cựng, tỏc giỏ xin c hy to lũng bit n chõn thnh ti ngi hn di l Nguycn Lan Anh v cụ gỏi yờu quý Nguyn Minh Trang Anna dnh cho tỏc gia tỡnh yờu thng vụ b bn sut nhng nm thỏng di dn thõn cho s nghip nghiờn cu khoa hc nc ngoi TS Nguyn Th Ninh Hon thnh bn thỏo ting Anh, thỏng nm 2003 v bỏn thỏo ting Vit, thỏng nm 2007 ti Melbourne - Australia START INPUT Thng s hmh hoc tm V tri starVstop ca on hn Tinh cht vt liu Thng s hỡnh hc ngun nhiốt & thng s ch hỏn Thũi gian tham chiộu bt u hn S võ ta ũ cựa nỳt li I = k = t = t Xỏc dinh Numseq Xc inh giúi hn tinh tớch phn a(k) b(k) Segment(k) = k Tinh tng tớch phn s cựa nh cỳa don Segment(k) !NT(k) = INT(F(t, ti toa nỳt V tri hin tai cỳa ngun nhit) dt ) = 1.6 tinh tớch phỏn t a(k) n b(k) INT_SUM = INT_SUM INT(k) Yes If k < Numseq k = k +1 No TEMP (t) = INT_SUM OUPUT t, T E M P (t) 1*1+1 Next page (trang sau) CONTINUE Nỳt N(x y Z) TMAX Nỳt N(x y z) Tnode O UTPUT Nỳt N(x y z) Tnode NO IF N > NO of nodes (nộu N > sũ nỳt) RESTART YES STOP Hỡnh C S ụ tớn h to ỏ n tng, q u ỏ t c h o c h n g trỡn h tin h n g s u õ t d m ụ i h n g õ n l p Thi d m hỡnh phn t hu hn tinh toỏn ng suõt d hn M t thớ d n gin s dng m ụ hỡnh phõn t hu hn bng phõn m ờm A B A Q U S tớnh ng sut d m i hn p b mt c trớch dn di õy m in h ha: A B A Q U S B E A D - O N - P L A T I: M O D E L FO R : "T E S T B IN P ^ H E A D IN G A B A U S jo b created on lO - N o v - at 1:47:04 ** * R E S T A R T , W R IT E , F R E Q U E N C Y = ** NODE -8 , 2, -7 , 3, -7 4 , , -6 , -6 , -6 4, -6 , -6 5, -5 , , -6 4202, 4203, 4204, 4205 ** -1 , -4 6 , -1 , -8 6 , -1 -1 -1 , -1 , - -1 , - , - * E LE M E N T, TYPE=C3D8, E LS E T=BASEPLAT 1, 1, 2, 308, 307 3, , 2, 309, 308 19, 18, 290, 291 20, 19, 291, 292, 3135, 4168, 4169, , 4173, 4198, 4199, 4204, 4203 3136, 4169, 4170 , 4174, 4199, 4200, 4205, 4204 * * Base plate * S O L ID S E C T IO N , E L S E T = B A S E P L A T , M A T E R IA L = B A S E M E T A E, ** * * Base m etal * * Date: -N o v -9 * * T im e : 11:34:30 * M A T E R IA L , N A M E = B A S E M E T A ** 269 D E N S IT Y 7.82 ** E L A S T IC , T Y P E = IS O 0 0 , 0.28 ** E X P A N S IO N T Y P E = IS O , Z E R O = l.E - , ** P L A S T IC 820 ** y_ d ist ** B O U N D A R Y , O P=NEW 1 ,2 ,, 1 ,2 ,, 1 ,2 ,, ,2 ,, ,2 ,, 4200, 4205, ** 0 * * Step 1, Step! * LoadCase, lo a d l ** S TE P , A M P L IT U D E = R A M P , IN C = , N L G E O M Residual stress ca lcu la tion ** R esidual Stress E la stic-P la stic ca lcu la tion S T A T IC 0.25, ** T e s t-te m p ** T E M P E R A T U R E , IN P U T=test4sq.out C LO A D , O P=NEW D LO A D , O P=NEW ** N O D E P R IN T , FREQ=1 U, N O D E F IL E , FR EQ =1 U, * E L P R IN T , P O S IT IO N = IN T E G R A T IO N P O IN T , FREQ=1 270 s, li, * E L F IL E , P O S IT IO N M N T E G R A T IO N P O IN T , F R E Q - s, E, * E N D STEP Ti liờu tham kho N g u ye n , N T , A O hta, K M a tsu o ka , N S uzuki and Y Maeda A n a ly tic a l S o lu tio n s fo r T n sie n t T e m p e rature o f S e m i- In fin ite B o d y S ubjected to 3D M o v in g Heat Sources, W e ld Res S u p pl., Welding Journal, A u g u s t, 1999 M a tsu o ka et al., 1997 In v e s tig a tio n o f R esidual Stresses M e a surem ent and A n a lysis F inal Research R eport , Research G ro u p 225, Japanese S h ip Research In s titu te , p 162 G o ld a k J., C h a k v a rti A and B ib b y M 1985 A D o u b le E lip s o id F in ite E lem ent M o d e l fo r W e ld in g Heat Sources, JIW Doc No 2 -6 -8 C hristensen, N , D avie s V and G je rm un d se n , K 1965 The d is trib u tio n of tem perature in arc w e ld in g British W elding Journal (2 ):5 -7 5 R osenthal D 1941 M a th e m a tic a l T h e o ry o f Heat D is trib u tio n D u rin g W e ld in g and C u ttin g Welding Journal (5 ): 220s to 234s Radaj D 1992 H eat Effects o f Welding: tem perature field , residual stress, D istortion S p rin g e r-V e rla g , pp.28 N y u y e n , N in h T , O hta A , M a ts u o k a K , S u k u k i N and M aeda Y , A n a ly tic a l S o lu tio n o f D o u b le -E lip s o id a l M o v in g H eat Source and Its Use fo r E v a lu a tio n o f R esidual Stress in B e a d -o n -P la te 1', paper s u b m itte d fo r the In te rn a tio n a l W o rksh o p on A dvanced E ngineering M aterials and Fracture M echanics , Sydney, -1 D ecem ber 1999, A u s tra lia 271 Ph lc D - WHEATSIM - Phn nim mụ phng nhit hn W H E A T S IM 1.0 l m t phn mm trờn nn h iu hnh W in d o w s o n giỏn dc tỏc giỏ xõ y dng nhm m c ớch m inh cỏc li giai ngun nhit v ng d ng cua chỳng cun sỏch ny Phn m m ny c v i t bang ngụn ng lp trỡn h V is u a l B asics 6.0 v cú th c ci t c nh m t chomg trin h ng dng cho W in d o w s 2000, N T , X P v.v C h m g trỡn h ci t chuõn cho phõn mm ny c cung cõp tro n g a C D R O M kốm theo cun sỏch ny H ỡn h sau m in h t n g th cu trỳ c ca W H E A T S M 1.0 bao g m cu trỳ c cỏc danh m c ca s ch ớn h , m t s nỳt iu kh iờ n chng trỡnh v hai ca s c h in h trờn v di d ựng hin th v cỏc s liu u ca chng trỡn h k h i lm vic ô W H E A T S IM Fite Input H eat Source Run Option Plot Option Anim ation Help _ In itia l Color T e m p (D e g C) i S t^ t I S top I Clear RePlot I *?& mvrto&rmasit ^T/ỡèKSM KS33i8ĩ&9ọt3:MMKlilSi IMS Q s i x J s e l e c t K O im OI i n i e r e s i ! x (1 ) (m m ) y (1 ) ( m m ) x (2 ) (m m ) I1 y (2 ) (m m ) I1 z (2 ) ( m m ) z (1 ) ( m m ) x (3 ) (m m ) y (3 ) (m m ) z (3 ) (m m ) x (4 ) (m m ) I2 y (4 ) (m m ) I1 z (4 ) ( m m ) I15 I1 I25 I1 W e ld in g T im e :t( s ) : S o u r c e L o c a tio n (z o - ) : y o (m m ) x o (m m ) jo I5 T o t a l r e f e r e n c e T i m e : t (s ) : 20 Show Hỡnh D.4.(a) ear OK C a s o l a ch n v i tr d iờm cn h iờn th n h i t h in th iờ n th e o th i g ia n v v tr i rỏc d n g n g u n n h i t d iờm 274 Tem p (Deg C) [ s ia rt j Stop Clear RePlot 7853 7067 6282 5497 4712 3926 3141 2356 1571 785 1 I 1t - I r ô 10 12 14 16 18 i 20 Time (s) ỡnh D.4 (b ) P h õ n b n h i t b i n th iờ n th e o th i g ia n d tỏ c d n g n g u n n h i t d iờ m T ca s ny c g i cú th chn bn i m hin th phõn b n h i t , th i gian hn v th i i m cn bit phõn b n h i t Ta ( x 0, y 0, 0) l v trớ tõm i m ca ngun n h i t hn T e m p e tu re - Path: La chn ny cho phộp chng trỡn h tớn h toỏn phõn b nhit dc theo m t on thna c chn tỏc d ng ca ng u n n h i t t i m t s th i i m nht n h K h i la chn n y c chn thỡ ca s sau s h i n cho ngi dự ng chn cỏc th ụ n g s liờ n quan nh m in h trờn hỡnh D (a ) Cỏc bin th iờ n n h i t theo th i gian tng ng dc theo t a X ca an thng la chon c m in h trờ n hỡnh D (b ) S elect T im e for Tem p, plot on a path p arallel to x-axis I t(1) (s) t(3)(s) |5 t(2) (s) |2 t( A ) (s) [7 Positioning of the path: y (mm) |o z (mm) |o Show Hỡnh D Clear OK ( a ) C a s h in r a c h o l a c h n th i g ia n v v t r c h o h iờ n th p h õ n h ụ n h i t 275 T e m p (D e g C) 1430 I Stall I Slop I Clear j RePlol] 4I I jJ 1144 1001 858 H 5 2 c e e r 143 * V if;/,i t [...]... quá trinh hàn, nhiệt năng có thế được truyền bới sự dần nhiệt, đối lưu hoặc bức xạ nhiệt Với những quá trình hàn có sư dụng hồ quang điện làm nguồn nhiệt hàn thi sự truyền nhiệt chu yếu là thông qua dẫn nhiệt và khi phân tích dòng nhiệt ta có thế bo qua hiện tượng bức xạ nhiệt nếu như chi quan tâm đến trường nhiệt độ trong vật hàn Các dòng nhiệt chuyến động trong quá trình hàn thực chất là một quá trình... trình hàn sư dụng điện cực không nóng chay và /7 ( ỉ - n ) q +mqn = 1 -— UI (1.2b) đối với quá trình hàn sử dụng điện cực nóng chay (dây hàn, que hàn, V.V.), Trong các công thức (1.2a) và (1.2b), qư là phần nhiệt truyền vào điện cực; CỊp là phần nhiệt được bức xạ và đôi lưu từ cột hô quang; qw là phân nhiệt được truyền vào vật hàn; /77 là phần nhiệt bị tồn thất do bức xạ; /7 l à phần nhiệt truyền. .. một phần kim loại cơ bản và moi hàn hình thành khi toàn bộ kim loại nóng chay kết tinh 1.2.13 Quá trình hàn diện cảm ứng Nguyên lý hàn điện cam ứng được biết đến từ lâu và những ứng dụng chủ yếu là hàn chất dẽo và hàn chế tạo ống không sư dụng vật liệu hàn bô sung Dòng điện cảm ứng tần số thấp được tạo nên bởi một đầu cám ứng mắc nối tiếp với hai tụ điện và với nguồn điện hàn là một biến áp có hai... đối lưu nhiệt với môi trường xung quanh và dẫn nhiệt từ vị trí được nung tới những vị trí nguội hon trong vật hàn Ngoài ra còn có sự truyền dần tản nhiệt vào điện cực và đây là phần nhiệt tổn thât tương đôi lớn khi hàn TIG Nhờ đôi lưu nhiệt bới dòng khí chuyên động trong cột hô quang nên nhiệt lại được truyền vào vật hàn và tổn thất vào môi trường xung quanh Bức xạ nhiệt gôm tôn thất từ hồ quang và từ... thê hình thành các vết nứt tại mặt sàng nếu khoáng cách giữa các ống quá nhò 1.2.12 Quá trình hàn nhiệt nhôm Hàn nhiệt nhôm sử dụng nhiệt giãi phóng từ phản ứng tỏa nhiệt giữa các ôxit sắt (FeO và Fe?0 3 ) với bột nhôm đê nung vật hàn tới nhiệt độ hàn và tận dụng phán ứng này đê tạo ra kim loại bố sung nóng chảy cho mối hàn Hồn họp nhiệt nhôm đầu tiên được Goldsmidt sáng chế năm 1895 chứa các thành phần... chay tạo thành xi hàn, phần thuôc hàn còn lại được thu hồi vào phều dự trừ để tái sử dụng, hình 1.5 Hàn hồ quang dưới lớp thuốc thường được thực hiện ớ cường độ dòng điện hàn khoảng 400 - 1000 A với hiệu suât nhiệt cao nhờ vào sự cách nhiệt tốt cua lóp thuốc hàn báo vệ Quá trình hàn hồ quang dưới lóp thuốc là quá trình hàn tự động trong đó dây hàn và thuốc hàn được cấp liên tục vào vùng hàn theo chế... (1/phút) Lượng nhiệt đưa vào mối hàn sẽ được xác định bằng tích của công suất nguồn nhiệt và hiệu suất nguồn nhiệt (sẽ được đề cập cụ thể ở phần sau) Trong trường hợp nguồn nhiệt có mật độ nhiệt năng mang đặc trưng phân bổ theo chuần Gauxơ, nhiệt lượng truyền vào vật hàn được coi là từ nguồn nhiệt phắne [J/mm ] hoặc nguôn nhiệt khôi [J/mm3] Những nguôn nhiệt có cường độ cao như hô quane hàn hoặc hô quang... suất đắp cao, hàn hồ quang dưới lóp thuốc cho phép đạt được độ ốn định và kiêm soát tốt hình dạng mối hàn Khi hàn ở mật độ dòng hàn rất cao và tốc độ hàn lớn, độ hàn ngâu lớn có thê gây nên nứt nóng ờ vùng tâm trục đường hàn Hàn hồ quang dưới lóp thuốc là quá trình hàn có tý lệ kim loại cơ bản tham gia vào mối hàn khá cao (ty lệ phần kim loại cơ ban với phân dây hàn tham gia vào kim loại môi hàn có thê... nhau và tư thế hàn khác nhau • Năng suất đắp cao và dây hàn lõi bột cho phép cải thiện việc bảo vệ vũng hàn • Chế độ hàn xung cho phép kiềm soát tốt hơn quá trình hàn so với hàn không có xung Các nhược điểm cơ bàn của quá trình hàn này là: • De hình thành một số loại khuyết tật như hàn không ngấu mép, bắn tóe và rồ khí • Việc kiểm soát chính xác các thông sổ hàn đòi hởi sử dụng thiết bị hàn cao cấp và. .. năng suất đắp và cải thiện cơ tính kim loại mối hàn Việc kiêm soát vũng hàn ở các tư thế hàn khác hàn sấp cũng dề dàng hom thông qua các 12 nguyên tô dề ion hóa trong thành phân thuốc hàn cua lõi hột có tác dụng tăng độ ôn (tịnh của hồ quang và vũng hàn Dây hàn lõi bột tự hao vệ cai thiện đáng kề quá trình hàn do khí hao vệ CO: dược sinh ra từ phan ứng phân huy các bô-nat Việc hình thành hơi kim loại