Ứng dụng phần mềm Ansys để đánh giá trường nhiệt của đường hàn
- Thứ tư - 15/11/2017 17:08
- In ra
- Đóng cửa sổ này
Ngày nay, có rất nhiều phương pháp đánh giá độ bền mỏi đường hàn: Theo ứng suất danh nghĩa, theo ứng suất tới hạn, theo lý thuyết của cơ học phá huỷ… Các phương pháp đánh giá độ bền mỏi đường hàn đưa ra đồ thị đường cong mỏi S-N là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa ứng suất tác dụng lên mối hàn và tuổi thọ của mối hàn, qua đó đánh giá tuổi thọ mối hàn.
1. Đặt vấn đề
Sự phát triển của công nghệ hàn gắn liền với sự phát triển của ngành công nghiệp nặng nói chung trong đó có ngành cơ khí đóng tàu. Hàn là một phương pháp gia công kim loại tiên tiến và hiện đại trong công nghiệp đóng tàu với những ưu điểm vượt trội so với mối ghép đinh tán. Nâng cao tính công nghệ trong mối hàn nói chung, mối hàn trong công nghệ tàu thủy nói riêng góp phần quan trọng nhằm cải thiện độ bền chung của thân tàu.Tàu thuỷ là một phương tiện lưu thông trên biển chịu tác động của những tải trọng có chu kỳ như: sóng, gió và dòng chảy. Do đó, các tải trọng chu kỳ tác động lên thân tàu gây hiện tượng mỏi chung thân tàu, mỏi kết cấu, mỏi đường hàn tàu. Trong đó mỏi đường hàn tàu là hiện mỏi dẫn tới phá huỷ kết cấu thân tàu nguy hiểm nhất. Để đánh giá độ bền mỏi mối hàn ta phải đánh giá được ảnh hưởng của trường nhiệt đường hàn đến độ bền của mối hàn
2. Các loại ứng suất tác dụng lên mối hàn
Hình 1. Các loại ứng suất tác dụng lên mối hàn
3. Mô phỏng trường nhiệt đường hànNội dung của phương pháp đánh giá: Mô phỏng mối hàn có hình dáng giống mối hàn thực tế, sau đó so sánh kết quả với mô hình mẫu đã qua thí nghiệm để kiểm tra bền. Việc đánh giá mỏi đường hàn trong bài toán này dựa vào số đường cong mỏi thực nghiệm S-N. Với phương pháp này tác giả đưa ra một mô hình mẫu mối hàn chữ thập giống với mối hàn thực tế, ứng dụng phần mềm ANSYS để mô phỏng trường nhiệt đường hàn làm cơ sở đánh giá về độ bền mỏi của mối hàn, lựa chọn các thông số thiết kế như: tuổi thọ mối hàn thiết kế, hệ số an toàn xét về phương diện mỏi, thông qua nghiên cứu làm cơ sở cho bài toán tối ưu hoá mối hàn.
Hình 2. Quá trình mô phỏng đường hàn
Từ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa trường nhiệt đường hàn với biến dạng hình dáng của mối hàn. Trên hình minh họa cho ta thấy điểm nguy hiểm trên mối hàn tại vị trí chân đường hàn thể hiện màu đỏ hoàn toàn phù hợp với mối hàn thực tế.
5 Kết luận
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ hàn nói chung và công nghệ hàn trong kỹ thuật tàu thủy nói riêng, Việc nghiên cứu trường nhiệt mối hàn là bài toán quan trọng là cơ sở cho các bước tính toán mối hàn xét về độ bền mỏi và độ bền. Ngoài ra, qua nghiên cứu ta có thể xác định được các thông số hàn hợp lý.
5 Kết luận
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ hàn nói chung và công nghệ hàn trong kỹ thuật tàu thủy nói riêng, Việc nghiên cứu trường nhiệt mối hàn là bài toán quan trọng là cơ sở cho các bước tính toán mối hàn xét về độ bền mỏi và độ bền. Ngoài ra, qua nghiên cứu ta có thể xác định được các thông số hàn hợp lý.