Автоматичне зварювання, 2024, №04



2024 №04 (05)

DOI of Article 10.37434/as2024.04.06

2024 №04 (01)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 4, 2024, с. 47-54

Математичне моделювання загальних деформацій при зварюванні великогабаритних ємностей з алюмінієвих сплавів

Царик Б.Р., Махненко О.В.

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: makhnenko@paton.kiev.ua

Розглянуто проблему розрахункового прогнозування загальних деформацій великогабаритної ємності з алюмінієвого сплаву при зварювані тертям з перемішуванням (ЗТП). Розроблено математичну модель на основі чисельних методів термопластичності визначення напружено-деформованого стану при ЗТП, за допомогою якої можливо отримувати залишкові пластичні деформації (параметри функції усадки) для двох типів зварного з’єднання ємності (повздовжнього та кільцевого). Це дає змогу наближеним методом функції усадки в межах теорії пружності прогнозувати загальні деформації великогабаритної циліндричної ємності з великою кількістю зварних з’єднань. Достовірність математичної моделі визначення залишкових напружень і деформацій при ЗТП алюмінієвого сплаву підтверджена узгодженням розрахункових даних відносно розподілу залишкових повздовжніх напружень з даними експериментальних вимірювань. Це може сприяти забезпеченню необхідної точності оцінки загальних деформацій великогабаритних ємностей з алюмінієвого сплаву. Розроблені математичні моделі та розрахункові алгоритми можуть ефективно використовуватись для оперативного прогнозування напружено-деформованого стану при монтажному зварюванні великогабаритних циліндричних ємностей з алюмінієвих сплавів. Бібліогр. 11, рис. 9.
Ключові слова: зварні ємності, алюмінієвий сплав, зварювання тертям з перемішуванням, залишкові деформації, залишкові напруження, математичне моделювання

Надійшла до редакції 01.07.2024
Отримано у переглянутому вигляді 10.07.2024
Прийнято 31.07.2024

Список літератури

1. Покляцький А.Г., Мотруніч С.І., Федорчук В.Є., Фальченко Ю.В., Cагул М. (2023) Механічні властивості та структурні особливості стикових з’єднань, отриманих при ЗТП алюмінієвих сплавів різних систем легування. Автомат. зварювання, 5, 18–26. DOI: https://doi. org/10.37434/as2023.05.02
2. Vasanthakumar Pandian, Sekar Kannan (2020) Numerical prediction and experimental investigation of aerospacegrade dissimilar aluminium alloy by friction stir welding. J. of Manufacturing Processes, 54, 99–108. DOI: https://doi. org/10.1016/j.jmapro.2020.03.001
3. Махненко О.В., Мужиченко А.Ф. (2007) Математическое моделирование тепловой правки цилиндрических оболочек и валов с общими деформациями искривления продольной оси. Автомат. сварка, 9, 23–28.
4. Masabuchi, K. (1987) Analysis of Welded Structures Residual Stresses, Distortions and their Consequences. Pergamon Press, New-York.
5. Dresbach, C., van Enkhuizen, M.J., Alfaro Mercado, U. at al. (2015) Simulation of thermal behavior during friction stir welding process for predicting residual stresses. CAES Aeronautical J., 6, 271–278. DOI: https://doi.org/10.1007/ s13272-014-0145-9
6. Tsaryk, B.R., Muzhychenko, O.F., Makhnenko, O.V. (2022) Mathematical model of determination of residual stresses and strains in friction stir welding of aluminium alloy. The Paton Welding J., 9, 33–40. DOI: https://doi.org/10.37434/ tpwg.2022.09.06
7. Makhnenko, O.V. (2010) Combined use of the method of thermoplasticity and the method of the shrinkage function for the study of the process of thermal straightening of shipbuilding panels. J. of Mathematical Sciences, 167(2), 232–241. DOI: https://doi.org/10.1007/s10958-010-9917-x
8. Махненко В.И. (1976) Расчетные методы исследования кинетики сварочных напряжений и деформаций. Киев, Наукова Думка.
9. Abdulrahaman Shuaibu Ahmad, Yunxin Wu, Hai Gong, Lin Nie (2019) Finite element prediction of residual stress and deformation induced by double-pass TIG welding of Al 2219 plate. Materials, 12(14), 2251. DOI: https://doi.org/10.3390/ ma12142251
10. Тимошенко С.П. (1972) Курс теории упругости. Киев, Наукова Думка.
11. Saad B. Aziz, Mohammad W. Dewan, Daniel J. Huggett, Muhammad A. Wahab, Ayman M. Okeil at. al. (2016) Impact of friction stir welding (FSW) process parameters on thermal modeling and heat generation of aluminum alloy joints. Acta Metallurgica Sinica, 29, 869–883. DOI: https://doi. org/10.1007/s40195-016-0466-2

---

Реклама в цьому номері:

---