Hőforrás modellek kalibrációja különböző hegesztési eljárásokhoz

A különböző hegesztési eljárások és hegesztéstechnológiák numerikus modellezése még napjainkban sem terjedt el széleskörűen. Az iparban a sorozatgyártások esetén elsősorban kísérleti úton határozzák meg a legmegfelelőbb hegesztési beállításokat és a technológia további paramétereit. Ez a módszer rendkívül időigényes, nem beszélve arról, hogy az eltérő hegesztéstechnológiák próbálgatása során nagy mennyiségű selejt is keletkezik. Többek között a felsorolt szempontok miatt is előnyös lehet a végeselemes módszer alapú optimalizáció, mellyel a gyártás során felhalmozódó selejtek száma minimalizálható, valamint a virtuális próbatesteken keresztül elemezhetjük az adott szerkezetre jellemző szövetszerkezeti sajátosságokat, sajátfeszültségeket és sajátdeformációkat. Ezen kívül a hegesztett gyártmányokon numerikus modell segítségével további szimulációkat is végezhetünk, mint például fáradási vagy stabilitási problémák elemzése.

A Hidak és Szerkezetek Tanszéken folyó hegesztésszimulációs kutatások alapján egy megoldandó probléma a végeselemes számításoknál alkalmazott hőforrás modellek kalibrálása, melyet elméletileg minden egyes próbatestre el kell végezni. Egy komoly szakirodalom kutatás előzte meg a numerikus vizsgálatokat, mely alapvetően a különböző hőforrás modellek bemutatására, összehasonlítására, illetve a kalibrálás lehetőségeire fókuszál. Megemlítendő, hogy nemcsak eltérő pontosságú hőforrás modellekről beszélhetünk, maga a hegesztési eljárás is befolyásolhatja a megválasztandó modell típusát. Célunk az, hogy a hőforrás modelleket leíró geometriai paraméterekre egy kalibrációs eljárást dolgozzunk ki, mely a későbbiekben alkalmazható általános esetben is. Így például egy acélszerkezet-gyártó cég konkrét hegesztőberendezéseinek és gépparkjának ismeretében felállítható egy adatbázis, mely a hőforrások bemeneti paramétereit tartalmazza a hegesztési beállítások függvényében. Ezzel gyakorlatilag kiküszöbölhető a további kalibráció és előmunka igény, a technológia optimalizálása csupán numerikus úton történhet. A bemutatott eljárás kiemelt jelentőségű lehet robothegesztés esetén, ahol a hegesztési sebesség jól szabályozható. A numerikus vizsgálatokat ANSYS 15.0 általános végeselemes program alkalmazásával végezzük el.

Irodalom:

Goldak, J.A. and Akhlaghi, M. (2005). Computational Welding Mechanics. Boston MA: Springer Science + Business Media, Inc.

Nguyen, N.T. (2004).Thermal Analysisof Welds. Southampton:WIT Press

Néző, J. (2011).Virtual Fabrication of Full Size Welded Steel Plate Girder Specimens.PhD. Heriot-Watt University School of Enginering and Physical Sciences

Lindgren, L.E. (2007). Computationalweldingmechanics: Thermomechanical and microstructuralsimulations. Cambridge: Woodhead Publishing Materials

Lindgren, L.E. (2001).FiniteElementModeling and Simulation of Welding Part I: IncreasedComplexity.Journal of ThermalStresses, 24(2), pp. 141-192.

szerzők

• 
  Kaszás - Tóth Dániel
  Szerkezet-építőmérnök mesterszak (MSc)
  mesterképzés (MA/MSc)
• 
  Hanzel Gábor
  Szerkezet-építőmérnök mesterszak (MSc)
  mesterképzés (MA/MSc)

konzulensek

• 
  Dr. Kövesdi Balázs
  egyetemi docens, Hidak és Szerkezetek Tanszék
• 
  Dr. Kollár Dénes
  adjunktus, Hidak és Szerkezetek Tanszék

helyezés