PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 45

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
1
Content available Key determinants for high-alloyed cast irons for mechanical engineering
Pacha-Gołębiowska H., Piekarska W.
International Journal of Applied Mechanics and Engineering
|
2022
|
Vol. 27, no. 1
146--167
EN
This work presents the factors determining cast iron, and particularly austenitic high-alloy cast iron as a construction material, which is ranked among the leading casting alloys of iron with carbon, mainly due to its very good service properties, which makes it dedicated as a material for automotive castings, pipe and fitting castings and components resistant to elevated temperatures, corrosion and abrasive wear. Construction materials currently used in industry have increasingly better properties and their potential is depleting quickly. This forces the manufacturers to adjust the requirements and production capabilities of cast iron using the most modern technologies that give the expected beneficial economic and operating effects. The paper quotes the results of research in the field of the offered technologies that give special surface features to machine parts made of cast iron by modernising the parameters of the technological process of obtaining high-alloy austenitic cast iron, i.e., by applying coatings, as well as by appropriate surface treatment, the aim of which is and reinforce the material surface with those properties which are important in a given application.
2
Content available Fast optimal feedback controller for electric linear actuator used in spreading systems of road spreaders
Dobrowolski D., Dobrowolski J., Piekarska W., Stępień S.
Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences
|
2019
|
Vol. 67, nr 6
1041--1047
EN
Modern and innovative road spreaders are now equipped with a special swiveling mechanism of the spreading disc. It allows for adjusting asymmetrical or a symmetrical spreading pattern and provides for the possibility to maintain the size of the spreading surface and achieve an accurately defined spreading pattern with spreading widths. Thus the paper presents a modelling and control design methodology, and the concept is proposed to design high-performance and optimal drive systems for spreading devices. The paper deals with a nonlinear model of an electric linear actuator and solution of the new intelligent/optimal control problem for the actuator.
3
Analiza numeryczna wpływu wybranych parametrów spawania na stan naprężenia i deformacje w połączeniu zakładkowym spawanym laserowo
Saternus Z., Piekarska W., Kubiak M., Domański T., Goszczyńska-Króliszewska D.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2018
|
Vol. 85, nr 1
32--37
PL
Praca zawiera analizę numeryczną zjawisk termomechanicznych występujących w procesie spawania laserowego złącza zakładkowego. W pracy analizowano wpływ parametrów procesu spawania na stan naprężenia oraz wielkość powstałych deformacji. Modelowanie numeryczne procesu spawania laserowego wykonano w pakiecie inżynierskim Abaqus FEA. Solver obliczeniowy programu Abaqus/Standard został uzupełniony o dodatkowe procedury numeryczne umożliwiające modelowanie rozkładu mocy ruchomego źródła spawającego. Obliczenia zostały podzielone na dwa etapy. Wstępnie została przeprowadzona analiza numeryczna zjawisk cieplnych w celu oszacowania kształtu strefy przetopienia. W drugim etapie obliczeń wyniki symulacji zjawisk cieplnych posłużyły do budowy modelu numerycznego, w którym uwzględniono kształt strefy przetopienia. Na styku łączonych elementów przyjęto odpowiednie warunki kontaktu między łączonymi elementami. Na podstawie przeprowadzonych symulacji numerycznych wyznaczono rozkład temperatury w spawanym połączeniu, określono kształt i wielkość strefy przetopienia oraz oszacowano uzyskane deformacje złącza spawanego dla różnych parametrów procesu spawania.
EN
The work concerns the numerical analysis of thermomechanical phenomena occurring in the laser welding process of the lap joint. The influence of the process parameters on the stress state and the value of deformation are analyzed. Numerical modeling of a laser welding process is performed in Abaqus/FEA engineering software. The Abaqus/Standard solver used in the analysis is supplemented by additional numerical subroutines which allowed the numerical modeling of a movable welding source. Calculations are performed in two steps. Numerical analysis of thermal phenomena is carried out in order to estimate the shape of the melted zone. Results of thermal phenomena are used in the second stage of calculations to perform a numerical modelling of mechanical phenomena, which take into account the shape of the melting zone. In the contact conditions between joined elements are taken into account in developed model. Temperature distribution, obtained on the basis of numerical simulations, allowed the determination of the shape and size of melted zone. Welding deformations are estimated for various welding parameters.
4
Content available Application of analytical methods for predicting the structures of steel phase transformations in welded joints
Piekarska W., Goszczyńska D., Saternus Z.
Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics
|
2015
|
Vol. 14, nr 2
61--72
EN
The paper presents the feasibility the prediction of phase structures of the medium carbon S355 steel under the transformations running in welding process by using analytical methods. The relationships proposed here allow to specify start and finish temperatures of phase transformations in the case of formation of bainite, ferrite, pearlite and martensite structures at various cooling rates v8/5 (t8/5) as well. Continuous-Cooling-Transformation (CCT) diagram and volumetric fractions of each steel phases possible to occur are determined in function of cooling rates. Analytically obtained values are compared with results obtained by dilatometric research. Correctness of applied analytical methods in this field has been verified when the structure compositions formed in the heat affected zone (HAZ) of electric arc butt-welded sheets made of the S355 steel were predicted.
5
Content available Numerical Prediction of Deformations in Laser Welded Sheets Made Of X5CrNi18-10 Steel
Piekarska W., Kubiak M., Saternus Z., Domański T., Stano S.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2015
|
Vol. 60, iss. 3A
1965--1972
EN
The work concerns the numerical modelling of coupled thermal and mechanical phenomena occurring in the laser beam welding process. Commercial Abaqus FEA engineering software is adopted to numerical computations in order to perform a comprehensive analysis of thermo-mechanical phenomena. Created in Fortran programming language additional numerical subroutines are implemented into Abaqus solver, used to describe the power intensity distribution of the movable laser beam heat source. Temperature dependent thermomechanical properties of X5CrNi18-10 steel are adopted in the numerical analysis of stress and strain states. Mathematical and numerical models are verified on the basis of a comparison between selected results of computer simulations and experimental studies on butt-welded joints. Numerical simulations are presented for steel sheet with a thickness of 2 mm. Temperature distributions, the shape and size of melted zone as well as residual stress and deformations are presented for analyzed elements. Numerically determined deflections are compared with the measured deflection of welded joint.
PL
Praca dotyczy modelowania numerycznego sprzężonych zjawisk cieplnych i mechanicznych występujących w procesie spawania z zastosowaniem wiązki promieniowania laserowego. W celu przeprowadzenia kompleksowej analizy zjawisk termomechanicznych zaadaptowano do obliczeń numerycznych komercyjny pakiet oprogramowania inżynierskiego Abaqus FEA. W programie zaimplementowano dodatkową procedurę numeryczną utworzoną w języku programowania Fortran, służącą do opisu rozkładu intensywności mocy ruchomego źródła ciepła wiązki laserowej. W prognozowaniu numerycznym naprężeń i odkształceń uwzględniono zależne od temperatury własności termomechaniczne dla przyjętej w obliczeniach stali X5CrNi18-10. Weryfikacje modeli matematycznych i numerycznych przeprowadzono w oparciu o porównanie wybranych wyników symulacji komputerowej z badaniami doświadczalnymi połączeń spawanych doczołowo. Symulacje numeryczne spawania laserowego przedstawiono dla płaskownika o grubości 2 mm. Wyznaczono rozkłady temperatury, określono kształt i wielkość strefy przetopienia złącza spawanego oraz naprężenia własne i deformacje. Wyznaczone numerycznie ugięcia porównano z wynikami pomiarów ugięć połączenia spawanego.
6
Content available Numerical Modelling Of Thermal And Structural Phenomena In Yb:YAG Laser Butt-Welded Steel Elements
Kubiak M., Piekarska W., Stano S., Saternus Z.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2015
|
Vol. 60, iss. 2A
821--828
EN
The numerical model of thermal and structural phenomena is developed for the analysis of Yb:YAG laser welding process with the motion of the liquid material in the welding pool taken into account. Temperature field and melted material velocity field in the fusion zone are obtained from the numerical solution of continuum mechanics equations using Chorin projection method and finite volume method. Phase transformations in solid state are analyzed during heating and cooling using classical models of the kinetics of phase transformations as well as CTA and CCT diagrams for welded steel. The interpolated heat source model is developed in order to reliably reflect the real distribution of Yb:YAG laser power obtained by experimental research on the laser beam profile. On the basis of developed numerical models the geometry of the weld and heat affected zone are predicted as well as the structural composition of the joint.
PL
Praca dotyczy modelowania numerycznego zjawisk cieplnych i strukturalnych w procesie spawania laserem Yb:YAG z uwzględnieniem ruchu ciekłego materiału w jeziorku spawalniczym. Pole temperatury i pole prędkości ciekłej stali w strefie przetopienia otrzymano z numerycznego rozwiązania równań mechaniki ośrodków ciągłych metodą projekcji Chorina i metodą objętości skończonych. Przemiany fazowe w stanie stałym analizowano podczas nagrzewania i chłodzenia bazując na klasycznych modelach kinetyki przemian fazowych oraz wykresach CTA i CTPc-S. W celu wiarygodnego odzwierciedlenia rzeczywistego rozkładu mocy lasera Yb:YAG opracowano model interpolowany źródła, wykorzystujący badania doświadczalne profilu wiązki laserowej. Na podstawie opracowanych modeli numerycznych prognozowano geometrię spoiny i strefy wpływu ciepła oraz skład strukturalny złącza.
7
Content available Numerical and Experimental Study of Phase Transformations in Welding Processes
Piekarska W.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2015
|
Vol. 60, iss. 4
2559--2568
EN
The paper concerns the mathematical and numerical modeling of phase transformations in solid state occurring during welding. The analysis of the influence of heating rate, cooling rate and maximum temperatures of thermal cycles on the kinetics of phase transformations is presented. On the basis of literature data and experimental studies the evaluation of classic mathematical and numerical models of phase transformation is presented with respect to the advanced methods of welding by using a high speed and a high power heat source. The prediction of the structure composition in laser welded butt-joint made of S460 steel is performed, where phase transformations are calculated on the basis of modified numerical models. Temperature distributions are determined as well as the shape and size of fusion zone and heat affected zone (HAZ). Temperature field is obtained by the solution of transient heat transfer equation with convective term and external volumetric heat source taken into account. Latent heat of fusion, evaporation and heats generated during phase transformations in solid state are considered in the numerical algorithm due to the large temperature range present in analyzed process. Results of the numerical prediction of structure composition in HAZ are presented in this work. Obtained results of computer simulations are compared to experimental research performered on the laser welded joint.
PL
Praca dotyczy modelowania matematycznego i numerycznego przemian fazowych w stanie stałym w procesie spawania. Przedstawiono analizę wpływu szybkości nagrzewania, szybkości chłodzenia oraz maksymalnej temperatury cyklu cieplnego na kinetykę przemian fazowych. W oparciu o dane literaturowe i badania doświadczalne przedstawiono weryfikację klasycznych modeli matematycznych i numerycznych przemian fazowych w odniesieniu do zaawansowanych metod spawania szybkobieżnym źródłem ciepła dużej mocy. Na bazie zmodyfikowanych modeli numerycznych przemian fazowych przedstawiono przykład prognozowania numerycznego składu fazowego doczołowego połączenia spawanego wiązką promieniowania laserowego ze stali S460. Wyznaczono rozkład temperatury, określono kształt i wielkość strefy przetopienia oraz strefy wpływu ciepła (HAZ). Pole temperatury uzyskano z rozwiązania równania przewodzenia ciepła z członem konwekcyjnym z uwzględnieniem objętościowego źródła ciepła. Ze względu na szeroki zakres temperatur, występujących w procesie spawania laserowego w algorytmie uwzględniono ciepło topnienia, parowania oraz ciepła przemian fazowych w stanie stałym. Podano wyniki prognozowania numerycznego składu fazowego w HAZ złącza spawanego. Wyniki symulacji komputerowej porównano z wynikami badań doświadczalnych połączenia spawanego.
8
Content available Modelling and Analysis of Phase Transformations and Stresses in Laser Welding Process
Piekarska W.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2015
|
Vol. 60, iss. 4
2833--2842
EN
The work concerns the numerical modelling of structural composition and stress state in steel elements welded by a laser beam. The temperature field in butt welded joint is obtained from the solution of heat transfer equation with convective term. The heat source model is developed. Latent heat of solid-liquid and liquid-gas transformations as well as latent heats of phase transformations in solid state are taken into account in the algorithm of thermal phenomena. The kinetics of phase transformations in the solid state and volume fractions of formed structures are determined using classical formulas as well as Continuous-Heating-Transformation (CHT) diagram and Continuous-Cooling-Transformation (CCT) diagram during welding. Models of phase transformations take into account the influence of thermal cycle parameters on the kinetics of phase transformations during welding. Temporary and residual stress is obtained on the basis of the solution of mechanical equilibrium equations in a rate form. Plastic strain is determined using non-isothermal plastic flow with isotropic reinforcement, obeying Huber-Misses plasticity condition. In addition to thermal and plastic strains, the model takes into account structural strain and transformation plasticity. Changing with temperature and structural composition thermophysical parameters are included into constitutive relations. Results of the prediction of structural composition and stress state in laser butt weld joint are presented.
PL
Praca dotyczy modelowania numerycznego składu strukturalnego i stanu naprężenia w elementach stalowych spawanych wiązką promieniowania laserowego. Pole temperatury w doczołowym złączu spawanym otrzymano z rozwiązania równania przewodnictwa ciepła z członem konwekcyjnym. Podano model źródła ciepła, a w algorytmie zjawisk cieplnych uwzględniono ciepło przemiany ciało stałe-ciecz, ciepła przemian w stanie stałym oraz ciepło parowania. Kinetykę przemian fazowych w stanie stałym oraz ułamki objętościowe powstających struktur wyznaczano w oparciu o klasyczne równania i wykresy ciągłego nagrzewania CTPA i spawalniczy wykres ciągłego chłodzenia CTPc-S. W modelu przemian fazowych uwzględniono wpływ parametrów cyklu cieplnego na kinetykę przemian fazowych podczas spawania. Naprężenia chwilowe i własne wyznaczono z rozwiązania równań równowagi mechanicznej w formie prędkościowej. W wyznaczaniu odkształceń plastycznych wykorzystano prawo nieizotermicznego plastycznego płynięcia ze wzmocnieniem izotropowym oraz warunkiem plastyczności Hubera-Misesa. W modelu uwzględniono, oprócz odkształceń termicznych i plastycznych, odkształcenia strukturalne i transformacyjne. W związkach konstytutywnych uwzględniono zmiany parametrów termofizycznych w funkcji temperatury i składu fazowego. Przedstawiono wyniki prognozowania składu strukturalnego i stanu naprężenia doczołowego połączenia spawanego laserowo.
9
Content available remote Theoretical study on thermal and structural phenomena in thin elements heated by a laser beam
Kubiak M., Piekarska W., Parkitny R.
Archives of Mechanics
|
2015
|
Vol. 67, nr 1
3--24
EN
This paper concerns the mathematical and numerical modelling of thermal phenomena and phase transformations in the solid state accompanying laser heating processes. Thermal phenomena with the motion of a liquid metal in the fusion zone are analyzed on the basis of numerical solution of equations for mass, momentum and energy conservation. Phase transformations in solid state are estimated using classic models of the kinetics of phase transformations as well as continuous heating transformations (CHT) and continuous cooling transformations (CCT) diagrams for S355 steel. Computer simulations are executed for the laser welding process in order to predict the influence of welding speed on the structural composition as well as thermal and structural strains in the joint.
10
Content available Numerical modelling of thermal phenomena in Yb:YAG laser welding process
Piekarska W., Kubiak M., Saternus Z., Domański T., Stano S., Radcenko M. V., Ivanov S. G.
Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics
|
2014
|
Vol. 13, nr 3
175--186
EN
This paper concerns numerical modelling of the Yb:YAG laser beam welding process. Numerical algorithms are developed for the analysis of thermal phenomena in a laser welded joint taking into account the motion of the liquid material in the welding pool. The model describing the laser beam heat source power distribution is developed on the basis of the kriging method. The heat source model uses the real laser beam profile obtained from experimental measurements of the beam emitted from a Trumpf D70 laser head performed on UFF100 analyzer. On the basis of developed numerical algorithms computer simulations of a Yb:YAG laser beam welding are carried out used to analyze the influence of the thermal load model on the shape and size of the weld.
11
Symulacje numeryczne i badania doświadczalne deformacji spawanego laserowo połączenia teowego typu I-core
Piekarska W., Saternus Z., Stano S., Kubiak M.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2014
|
Vol. 81, nr 1
64--67
PL
Praca dotyczy prognozowania numerycznego i pomiarów rzeczywistych odkształceń spawalniczych w spawanych laserowo innowacyjnych połączeniach teowych typu I-core, wykonanych ze stali S355. Analizę numeryczną zjawisk cieplnych i mechanicznych przeprowadzono za pomocą pakietu oprogramowania inżynierskiego Abaqus FEA. W algorytmie numerycznym zastosowano dodatkowe, autorskie procedury numeryczne służące do modelowania złożonych zjawisk cieplno-mechanicznych procesu spawania, takich jak: ruch źródła ciepła spawającego, rozkład mocy źródła ciepła wiązki laserowej oraz kinetyki przemian fazowych stali w stanie stałym. W obliczeniach numerycznych uwzględniono zmienne z temperaturą własności termomechaniczne spawanej stali. Wykonano badania doświadczalne struktury złącza i deformacji złączy spawanych. Przedstawiono porównanie obliczonych rozkładów temperatury i deformacji spawalniczych z wynikami eksperymentu.
EN
This paper contains numerical prediction and measurements of real welding deformations in laser welded innovative T-joints I-core type, made of 355 steel. Numerical analysis of thermal and mechanical phenomena is performed in Abaqus FEA engineering software. In the numerical algorithm additional author’s numerical procedures are used for modelling of coupled thermomechanical phenomena in welding process, such as: the motion of welding source, the distribution of laser beam heat source power and the kinetics of phase transformation in solid state. Changing with temperature thermomechanical properties of welded steel are taken into account in numerical calculations. Experimental measurements of welded joints structure composition and welding deformations are performed in this study. Presented results include calculated temperature distribution and welding deformations compared with experimental results.
12
Studium teoretyczne zjawisk cieplnych i strukturalnych w elementach płaskich nagrzewanych wiązką promieniowania laserowego
Kubiak M., Piekarska W., Parkitny R.
Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska
|
2013
|
z. 101
63--64
PL
Technologie spawalnicze z zastosowaniem wiązki promieniowania laserowego jako źródła, ciepła konkurują ze stosowanymi dotychczas metodami spawania, zarówno pod względem wydajności procesu, jak i jakości złącza spawanego [1]. Koncentracja energii cieplnej, duże szybkości nagrzewania i chłodzenia oraz wysokie i bardzo zróżnicowane temperatury nagrzewania stali wymagają również nieco innego, niż przy spawaniu metodami konwencjonalnymi, podejścia do analizy zjawisk termomechanicznych procesu. Modelowanie numeryczne zjawisk zarówno cieplnych, jak i mechanicznych w elementach spawanych laserowo jest zagadnieniem złożonym, zarówno od strony budowy odpowiednich modeli matematycznych i numerycznych, jak również w zakresie przeprowadzania symulacji komputerowych. W modelowaniu numerycznym zjawisk cieplnych należy uwzględnić sposób topienia materiału, rozkład mocy źródła, przepływ ciepła i ruch cieczy w strefie przetopionej, jak również ciepła przemian fazowych wynikających ze zmiany stanu skupienia, ciepła przemian w stanie stałym, a nawet zjawisko parowania [2]. Praca dotyczy modelowania matematycznego zjawisk cieplnych i przemian fazowych w stanie stałym, towarzyszących procesom nagrzewania i chłodzenia doczołowego spawania laserowego płaskowników wykonanych ze stali S355.
13
Content available Numerical simulation of deformations in T-joint welded by the laser beam
Piekarska W., Kubiak M., Saternus Z.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2013
|
Vol. 58, iss. 4
1391--1396
EN
Numerical simulation of deformations in laser welded T-joint is carried out in this study. The analysis is performed using Abaqus FEA engineering software. Additional author’s numerical subroutines, written in FORTRAN programming language are used in computer simulations where models of the distribution of movable laser beam heat source, kinetics of phase transformations in solid state as well as thermal and structural strain are implemented. Thermomechanical properties of welded material changing with temperature are taken into account in the analysis. Presented results of numerical simulations performed for the laser beam welding of two perpendicularly arranged sheets include temperature distribution, kinetics of phase transformations in solid state, thermal and structural strain as well as estimated welding deformations.
PL
W pracy przeprowadzono analizę numeryczną deformacji złącza teowego spawanego wiązką laserową. Analizę numeryczną przeprowadzono z wykorzystaniem pakietu oprogramowania inżynierskiego Abaqus FEA. W symulacjach komputerowych wykorzystano dodatkowe, autorskie procedury numeryczne napisane w języku programowania Fortran, gdzie implementowano modele rozkładu mocy ruchomego zródła ciepła wiązki laserowej, kinetyki przemian fazowych w stanie stałym oraz odkształceń termicznych i strukturalnych. W analizie uwzględniono zmienne z temperaturą własności termomechaniczne spawanego materiału. Przedstawione wyniki symulacji komputerowych wykonanych dla spawania laserowego dwóch prostopadle ułożonych blach obejmują rozkłady temperatury, kinetykę przemian fazowych w stanie stałym, odkształcenia cieplne i strukturalne oraz oszacowane odkształcenia spawalnicze.
14
Content available Computer modelling of thermomechanical phenomena in pipes welded using a laser beam
Piekarska W., Kubiak M., Saternus Z., Rek K.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2013
|
Vol. 58, iss. 4
1237--1242
EN
This study concerns numerical modelling and computer simulation of thermomechanical phenomena accompanying spiral welding of pipes made of stainless steel X5CrNi18-10 using a laser beam. Based on Abaqus FEA software, 3D numerical analysis was performed. Power distribution of spirally moving heat source was implemented into additional DFLUX subroutine, written in Fortran programming language. Thermomechanical properties of steel changing with temperature were taken into account in the analysis. The efficiency of material melting by different welding sources as well as the influence of heat load on the shape of melted zone, deformation of welded pipe and residual stress were examined.
PL
Praca dotyczy modelowania numerycznego i symulacji komputerowej zjawisk termomechanicznych towarzyszących procesowi spawania spiralnego rur ze stali nierdzewnej X5CrNi 18-10 przy wykorzystaniu wiązki laserowej. Bazując na oprogramowaniu Abaqus FEA wykonano analizę numeryczną 3D. Rozkład mocy źródła ciepła poruszającego się spiralnie implementowano w dodatkowej procedurze DFLUX napisanej w języku programowania Fortran. W analizie uwzględniono zmienne własności termomechaniczne stali. Badano efektywność przetapiania materiału różnymi typami źródeł spawających oraz wpływ obciążenia cieplnego na kształt strefy przetopienia, deformacje spawanych rur i naprężenia spawalnicze.
15
Wykorzystanie pakietu Abaqus do symulacji numerycznej zjawisk cieplnych w procesie spawania wiązką laserową
Piekarska W., Kubiak M., Saternus Z.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2012
|
Vol. 79, nr 6
438--442
PL
Praca przedstawia wyniki analizy numerycznej zjawisk cieplnych towarzyszących procesowi spawania laserowego. Pole temperatury generowane ruchomym źródłem ciepła otrzymano z numerycznego rozwiązania równania zachowania energii z prawem Fouriera metodą elementów skończonych. Do obliczeń zastosowano moduł Abaqus/Standard. W modelowaniu rozkładu mocy objętościowych źródeł ciepła wykorzystano procedurę DFLUX, gdzie źródło wiązki laserowej opisano rozkładem gaussowskim z liniowym spadkiem gęstości mocy w kierunku penetracji materiału. W obliczeniach uwzględniono zmienne z temperaturą własności termofizyczne oraz ciepła przemian ciało stałe – ciecz i ciecz – gaz. Przedstawiono wyniki symulacji numerycznych pola temperatury w złączu doczołowym i teowym. Oszacowano kształt i wielkość poszczególnych stref złączy spawanych.
EN
This paper presents the results of numerical analysis of thermal phenomena accompanying laser welding process. Temperature fifi eld gener-- ated by movable heat source was obtained by the numerical solution of energy conservation equation with Fourier law in finite element method. Abaqus/Standard module was used in calculations. DFLUX subroutine was used during modelling of volumetric heat sources power distribution, in which laser beam heat source was described by Gaussian distribution with assumed linear decrease of power intensity in direction of material penetration. Temperature dependent thermo-physical parameters and latent heats of solid−liquid and liquid−gas transformations were taken into account in calculations. The results of numerical simulations of temperature field in butt-joints and T-joints are presented. The shape and size of each characteristic zone of the joint is estimated.
16
Numeryczne prognozowanie składu fazowego stali o podwyższonej wytrzymałości w procesach spawania wiązką laserową i techniką hybrydową laser-łuk elektryczny
Piekarska W., Kubiak M.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2012
|
Vol. 79, nr 1
19--23
PL
Praca dotyczy modelowania numerycznego zjawisk cieplnych i przemian fazowych w stanie stałym w procesach spawania doczołowego stali o podwyższonej wytrzymałości wiązką laserową i techniką hybrydową laser-łuk elektryczny. Sprzężone zjawiska cieplne opisano równaniami zachowania masy, momentu i zachowania energii. W algorytmie uwzględniono ciepła związane ze zmianą stanu skupienia materiału i ciepła przemian fazowych w stanie stałym. Kinetykę przemian fazowych w stanie stałym oraz ułamki objętościowe powstających faz dla przemian dyfuzyjnych oparto na równaniach Johnsona-Mehla-Avramiego (JMA), a dla przemiany martenzytycznej na równaniach Koistinena- Marburgera (KM). W modelowaniu przemian nagrzewania wykorzystano wykres ciągłego nagrzewania (CTPcA), natomiast w modelowaniu przemian chłodzenia wykorzystano spawalniczy wykres przemian austenitu (CTPc-S) spawanej stali. Przeanalizowano wpływ techniki spawania na kształt i wielkość spoiny oraz wielkość strefy wpływu ciepła.
EN
This paper concerns numerical modelling of thermal phenomena and phase transformations in solid state during butt welding of high strength steel by laser beam and laser-arc hybrid techniques. Coupled thermal phenomena were described by continuum, momentum and energy conservation equations. Latent heats associated with materials state changes and phase transformations in solid state were taken into account in the solution algorithms. The kinetics of phase transformations in solid state and volumetric fractions of arising phases were obtained on the basis of Johnson-Mehl-Avrami (JMA) equation for diffusive transformations and Koistinen-Marburger (KM) equation for martensite transformation. Continuous heating transformation (CHT) diagram was used in modelling of phase transformations during heat-- ing, whereas in modelling of phase transformations during cooling-continuous cooling transformation diagram (CCT). The influence of used welding method on the shape and size of the weld and the size of heat affected zone is analyzed.
17
Content available Numerical Modelling of Thermal and Structural Strain in Laser Welding Process
Piekarska W., Kubiak M., Saternus Z.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2012
|
Vol. 57, iss. 4
1220-1227
EN
This work concerns numerical modelling of thermal and structural strain, resulting in heating and cooling of laser butt-welded joints. Numerical analysis of strain is carried out in Abaqus FEA. Through the use of additional author's subroutines, the structural strain caused by phase transformations during heating and cooling of welded elements is taken into account in the analysis. V.I. Machnienko models as well as Continuous Heating Transformation (CHT) and Continuous Cooling Transformation (CCT) diagrams for S355 steel are implemented into UEXPAN subroutine in order to determine the kinetics of phase transformation in the solid state. The model takes into account thermomechanical properties of the base material varying with temperature. The paper presents results of numerical simulation of temperature field, predicted structural composition, thermal and structural strain in laser butt-welded joints.
PL
W pracy przedstawiono numeryczne modelowanie odkształceń cieplnych i strukturalnych, powstających podczas nagrzewania i chłodzenia, złącza spawanego doczołowo wiązka promieniowania laserowego. Analizę numeryczna odkształceń przeprowadzono w programie Abaqus FEA. Dzięki zastosowaniu dodatkowych autorskich aplikacji w analizie uwzględniono odkształcenia strukturalne wywoływane przemianami fazowymi podczas nagrzewania i chłodzenia spawanych elementów. Do wyznaczenia kinetyki przemian fazowych w stanie stałym zastosowano modele V.I. Machnienki oraz wykresy CTPA i CTPc-S dla stali S355 implementowane do procedury UEXPAN. W modelu uwzględniono zmienne z temperatura własności termomechaniczne spawanego materiału. Przedstawiono wyniki symulacji numerycznych pola temperatury, prognozowanego numerycznie składu strukturalnego oraz odkształceń termicznych i strukturalnych w złączu spawanym doczołowo wiązka promienia laserowego.
18
Content available remote Computer simulation of temperature field in laser beam welded lap joint
Piekarska W., Kubiak M., Saternus Z.
Archives of Mechanical Technology and Automation
|
2012
|
Vol. 32, no. 1
37-45
EN
This paper concerns numerical analysis of thermal phenomena in lap joint made of high strength steel welded by a laser beam. Temperature field was obtained basing on the solution into energy conservation equation with Fourier law, using finite element method in ABAQUS FEA. Laser beam heat source power distribution was described by cylindrical-involution-normal model. Heat source movement was modelled using DFLUX subroutine. Thermo-physical parameters varying with temperature as well as latent heat of fusion with assumed linear approximation of solid fraction in the mushy zone were taken into account in calculations. The shape and size of the weld and heat affected zone were numerically estimated.
PL
Artykuł dotyczy numerycznej analizy zjawisk cieplnych w połączeniu zakładkowym blach ze stali o podwyższonej wytrzymałości, spawanych wiązką laserową. Pole temperatury wyznaczono z rozwiązania równania zachowania energii i z prawa Fouriera metodą elementów skończonych. Do tego celu wykorzystano program ABAQUS FE A. Rozkład intensywności mocy źródła ciepła wiązki laserowej opisano modelem cylindryczo-potęgowo-normalnym. W modelowaniu ruchu źródła ciepła wykorzystano procedurę DFLUX. W obliczeniach przyjęto zmienne z temperaturą właściwości termofizyczne oraz ciepło krzepnięcia w obszarze dwufazowym, z założeniem liniowego przyrostu fazy stałej. Oszacowano numerycznie kształt i wielkość spoiny oraz strefy wpływu ciepła złącza spawanego.
19
Content available remote Determination of mechanical properties of the weld zone in tailor-welded blanks
Rojek J., Hyrcza-Michalska M., Bokota A., Piekarska W.
Archives of Civil and Mechanical Engineering
|
2012
|
Vol. 12, no. 2
156--162
EN
Mechanical properties of the weld zone are necessary for accurate modeling of forming processes involving tailor-welded blanks (TWB). Tailored blanks are usually produced by laser welding. Due to small size of the weld cross-section it is not possible to use standard tests to determine mechanical properties of the weld zone in tailor-welded blanks. Special testing procedures must be employed. This paper presents different methods which can be used to determine mechanical properties of the weld zone in tailor-welded blanks. Methods based on experimental tests as well as those combining experimental procedures with numerical studies are described. The presented methods include uniaxial tension tests, microhardness tests and indentation tests combined with inverse numerical analysis. The stress–strain relationships for the weld zone in a steel laser welded blank obtained using different methods have been compared with one another.
20
Prognozowanie numeryczne składu fazowego SWC w elementach spawanych źródłem hybrydowym
Kubiak M., Piekarska W.
Inżynieria Materiałowa
|
2011
|
Vol. 32, nr 4
499-502
PL
W pracy przedstawiono wyniki modelowania numerycznego zjawisk cieplnych i przemian fazowych w stanie stałym w procesie spawania stali techniką hybrydową laser-łuk elektryczny. W algorytmie pola temperatury uwzględniono ruch ciekłego metalu w strefie przetopionej oraz ciepła przemian fazowych ciecz-ciało stałe i ciepła przemian fazowych w stanie stałym. Kinetykę przemian fazowych w stanie stałym oraz ułamki objętościowe powstających struktur wyznaczano na podstawie równania Johnsona-Mehla-Avramiego i Koistinena-Marburgera oraz wykresów CTPcA i CTPc-S stali. Przedstawiono wyniki symulacji numerycznych składu fazowego SWC dla różnych parametrów spawania hybrydowego.
EN
This paper presents the results of numerical modelling of thermal phenomena and phase transformations in solid state in steel sheets welded by the laser-arc welding technique. The solution algorithm of the temperaturę field takes into consideration the movement of liquid steel in the welding pool, latent heat of fusion and latent heat of phase transformations in solid state. The kinetics of phase transformations and volumetric fractions of arising phases are determined on the basis of Johnson-Mehl-Avrami and Koistinen-Marburger equations as well as CHT and CCT diagrams. The results of numerically calculated phase composition in HAZ are presented for a various hybrid welding process parameters.
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.