Symulacja numeryczna procesu zgrzewania oporowego punktowego

• Autorzy: Szymański A.

Warianty tytułu

EN

Numerical simulation of resistance spot welding

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia obliczenia numeryczne wybranego modelu procesu zgrzewania oporowego punktowego. Obliczenia numeryczne wykonano w oparciu o pakiet profesjonalnych kodów programowych firmy ANSYS Inc., wykorzystujący metodę elementów skończonych. Ze względu na przewidywany zakres symulacji opracowano parametryczne pliki wsadowe, pozwalające na kompleksowe przeprowadzenie analizy. Model numeryczny składa się z dwóch równoległych zadań liczonych przez kod ANSYS, pomiędzy którymi następuje wymiana wyników. W danym kroku czasowym prowadzono równoczesną analizę wytrzymałościową i termoelektryczną zmieniając każdorazowo i wzajemnie rodzaj analizowanego zadania z mechanicznego na termoelektryczny, zachowując przy tym pozycję węzłów siatki elementów, jak i właściwości samych elementów skończonych. Podano założenia, przy których postawiono warunki brzegowe dla potencjału skalarnego pola elektrycznego, wielkości mechanicznych oraz temperatury.

EN

The paper presents numerical calculations a selected model of resistance spot welding. These calculations were carried out basing on professional code ANSYS. applying the finite element method. Because of the anticipate: range of simulations parameirical files have been developed pemiitting a complex analysis. The numerical model consists of two parallel problems calculated by means of the ANSYS code, between which the results are being exchanged. At every time step simultaneously a thermoelectric and strength analysis was carried out, changing each time mutually the kind of the analysis problem fro the mechanical to thermoelectric one. the position of the nodes and the properties of the finite element remaining unchanged. The assumptions concerning the boundary conditions of the scalar potential o the electric field have been given as well as the mechanical quantities and temperature.

Słowa kluczowe

PL

zgrzewanie oporowe punktowe; symulacja numeryczna; metoda elementów skończonych

EN

resistance spot welding; finite element method; numerical simulation

• Wydawca: Wydawnictwo Wrocławskiej Rady FSNT NOT
• Czasopismo: Inżynieria Maszyn
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 10, z. 1/2
• Strony: 328--342
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz.

Twórcy

autor

Szymański A.

• Katedra Spawalnictwa, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska, 44-100 Gliwice, ul. Konarskiego 18A, Polska

Bibliografia

• [1] ALCINI W.V., A Measurement Window into Resistance Welding. Welding Journal, 69(2): p.47-50, February 1990.
• [2] ALCINI W.V., Experimental Measurement of Liquid Nugget Heat Convection in Spot Welding. Welding Journal, 69(4): p.177s-179s, April 1990.
• [3] ARCHER G.R., Calculates for Temperature Response in Spot Welds. Welding Journal, 39(8): p.327s-330s, August 1990.
• [4] BATHE K.J., KHOSHGOFTAAR R.M., Finite Element Formulation and Solution of Nonlinear Heat Transfer. Nuclear Engineering and Design, 1980.
• [5] BECKERMAN C, VISCANTA R., Mathematical modeling of transport phenomena during alloy solidification, Appl. Mech. Rev., 1 :p. 1 s-27s, January 1993.
• [6] BENNON W.D., INCROPERA F.P., Numerical Analysis of Binary Solid-Liquid Phase Change Using a Continuum Model. Numer. Heat Transf.,13:p.277-296, 1988.
• [7] BROWNE J.D., CHANDLER H.W., EVANS J.T., JAMES P.S., WEN J., NEWTON C.J., Computer Simulation of Resistance Spot Welding in Aluminium: Part I. Welding Journal, 74(10): p.339-344, October 1995.
• [8] BROWNE J.D., CHANDLER H.W., EVANS J.T., JAMES P.S., WEN J., NEWTON C.J., Computer Simulation of Resistance Spot Welding in Aluminium: Part II. Welding Journal, 74(12): p.417-422, December 1995.
• [9] CHO H.S., CHO Y.J., A Study of the Thermal Behaviour in Resistance Spot Welds. Welding Journal, 68(4): p.236s-244s, April 1989.
• [10] GOULD J.E., An Examination of Nugget Development during Spot Welding Using Both Experimental and Analytical Techniques. Welding Journal, 66(1): p. ls-10s, January 1987.
• [11] GREENWOOD J.A., Temperatures in Spot Welding. Welding Journal, 40(6): p.316-332, June 1961.
• [12] HAHN O., KURZOK J.N., RHODE A., THESING T., Computer-aided dimensioning of resistance-spot-welded and mechanically joined components. Schweissen und Schneiden, I:s.13-16, 1999.
• [13] HAN Z., INDACOCHEA J.E., CHEN C.H., BHAT S., Weld Nugget Development and Integrity in Resistance Spot Welding of High Strength Cold-Rolled Sheet Steels. Welding Journal, 72(5): p.209s-216s, May 1993.
• [14] HAN Z, OROZCO J., INDACOCHEA J.E., CHEN C.H., Resistance Spot Welding: A Heat Transfer Study. Welding Journal, 68(9): p.363s-s-371s, September 1989.
• [15] HSU T.R., The Finite Element Method in Thermo-mechanics. Allen-Unwin, Boston 1986.
• [16] KOST A., Numerische Methoden in der Berechnung electromagnetischer Felder. Springer-Velag, Berlin 1994.
• [17] NIED H.A., The Finite Element Modeling of the Resistance Spot Welding Process. Welding Journal, 63(4): p.23-32, April 1984.
• [18] SZYMAŃSKI A., Modelowanie procesu zgrzewania oporowego punktowego, Materiały Konferencyjne Sympozjum Katedr i Zakładów Spawalnictwa, Gliwice, wrzesień 1994.
• [19] SZYMAŃSKI A., Nugget growth in resistance spot welding. Achievements in the Mechanical and Mechanical engineering, Gliwice-Zakopane, May 1995.
• [20] SZYMAŃSKI A., Numerical modeling of resistance spot welding with structure formation. Proc. of the Int. Conference on the Joining of Materials, Holsinger, May 31th-June2nd 1995.
• [21] SZYMAŃSKI A., KLIMPEL A., STEFANIAK W., Symulacja numeryczna procesu zgrzewania oporowego punktowego. Symulacja procesów dynamicznych, Polana Chochołowska, 13-17 czerwca 1995.
• [22] SZYMAŃSKI A., Modelowanie procesu zgrzewania oporowego punktowego, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2004.
• [23] TSAI CL., JAMMAL O.A., PAPRITAN J.C, DICKINSON D.W., Welding Journal, 71(2): p.47s+54s, February 1992.
• [24] WEI P.S., WANG S.C, LIN M.S., Transport Phenomena During Resistance Spot Welding. Trans, of the ASME, J. of Heat Transfer, 118(8): p.762-773, August 1996.
• [25] WEI P.S., HO C.Y., Axisymmetric Nugget Growth During Resistance Spot Welding. Trans, of the ASME, J. of Heat Transfer, 112(6): p.309-319, June 1996.
• [26] YEUNG K.S., THORNTON P.H., Transient Thermal Analysis of Spot Welding Electrodes. Welding Journal, 78(3): p.1s-6s, February 1999.