دفاع از پایان نامه در مقطع کارشناسی ارشد آوا خواجه‏‌ئیان

تاریخ انتشار : Publish : نسخه قابل چاپ Print

گروه آموزشی  مهندسی مکانیک

پایان‏نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاربردی، مکانیک جامدات

 

عنوان:

بررسی اثر ساچمه‏پاشی بر توزیع مجدد تنش‏های پسماند حاصل از جوشکاری

 

استاد راهنما:

دکتر امیرحسین محمودی

 

استاد مشاور:

دکتر علی مهمانپرست

 

اساتید داور:

دکتر علی علوی‏نیا

دکتر عباس پاک

 

نگارش:

آوا خواجه‏ئیان

 

 

تاریخ و ساعت دفاع : یک‏شنبه 11/06/1397 ساعت 9:30

مکان: آمفی تئاتر دانشکده مهندسی

 

Bu-Ali Sina University

Faculty of  Engineering

Department of  Mechanical Engineering

 

Thesis submitted for Master of Mechanical Engineering, Applied Design, Solid Mechanics

 

Title:

A study on the effect of shot peening on redistribution of welding residual stresses

 

Supervisor:

Dr. Amir-Hossein Mahmoudi (PH. D)

 

Advisor:

Dr. Ali Mehmanparast (PH. D)

 

By:

Ava Khajeian

 

2 September , 2018

 

چكيده:

      در بسیاری از کاربردهای صنعتی، جوشکاری به عنوان تنها روش مورد استفاده برای اتصال قطعات گوناگون شناخته می‏شود. با این حال، حضور مقادیر بالایی از تنش‏های پسماند کششی، یکی از مهم‏ترین مشکلات مربوط به سازههای جوشکاری شده است که به دلیل شکل‏گیری چرخه‏های حرارتی حین فرآیند جوشکاری، در قطعات ایجاد می‏شوند. نظر به اینکه حضور تنش‏های پسماند کششی سطحی به عنوان یکی از عوامل شتاب‏دهنده واماندگی‏های ناشی از خستگی و پدیده‏های مخرب دیگر شناخته می‏شود، حضور این نوع از تنش‏ها، تهدیدی جدی در برابر عمر و کارکرد قطعات جوشکاری شده است. تکرار  این چرخه‏های  حرارتی در فرآیند جوشکاری چند پاس، سبب شکل‏گیری سیستم پیچیده‏تری از تنش‏های پسماند می‏گردد که همین امر، مطالعه دقیق‏تر تنش‏های پسماند موجود در این مقاطع جوشکاری شده  را ضرورت می‏بخشد. ساچمه‏زنی، یکی از شناخته‏شده‏ترین روش‏هایی است که با ایجاد تنش‏های پسماند فشاری سطحی، سبب حذف یا محدودسازی تنش‏های پسماند کششی حاصل از جوشکاری شده و به بهبود عمر و کارکرد قطعات جوشکاری شده، کمک شایانی می‏کند؛ با این حال، تاکنون میزان اثر بخشی این عملیات بر روی مقاطع جوشکاری شده بزرگ با تعداد پاس‏های جوشکاری بالا، مورد مطالعه قرار نگرفته است.

      در پژوهش حاضر، به بررسی عددی و تجربی اثر ساچمه‏پاشی بر توزیع مجدد تنش‏های پسماند حاصل از جوشکاری چند پاس، بر روی یک نمونه جوشکاری شده و نمونه‏ای با گرده جوش ماشین‏کاری شده، پرداخته شده است. در بررسی‏های اجزاء محدود به کار رفته در این پژوهش، از مدل‏های سه‏بعدی جوشکاری و مدل‏های ساچمه‏زنی با پاشش تصادفی استفاده شده است. همچنین، مطالعات اجزاء محدود گسترده‏ای نیز به منظور بررسی اثر ابعاد مدل و تعداد پاس‏ها، بر پیش­بینی تنش‏های پسماند حاصل از جوشکاری انجام گرفته است.

      نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که حتی در اتصالات جوشکاری شده با ابعاد بزرگ و تعداد پاس‏های جوشکاری زیاد، ساچمه‏زنی دارای اثر بسیار مطلوبی بر کاهش تنش‏های پسماند کششی است. همچنین کاهش تعداد پاس‏های جوشکاری در مطالعات اجزاء محدود، بدون اثرگذاری بر صحت پاسخ‏های به دست آمده در نواحی سطحی،  سبب کاهش چشمگیر زمان انجام محاسبات می‏گردد.

واژه­های کلیدی: تنش­های پسماند، جوشکاری چند پاس، توزیع مجدد، ساچمه­زنی

 

Abstract:

      In some industrial applications, welding is the only alternative to join different parts. However, the major problem in welded structures is the tensile residual stresses that are inevitably produced due to the cyclic thermal loading during welding process. Surface tensile stresses can threaten the performance of the weldments as they act as an accelerant in fatigue failure and some other phenomena. Since the repetition of thermal cycles results in more complex residual stresses distribution, treatment of residual stresses in multi-pass weld sections is very important. Shot peening is a well-known method which can enhance weldments' performance and longevity by inducing surface compressive residual stresses in order to eliminate or limit welding tensile residual stresses. However, the effect of this method on large multi-pass welded sections has not been studied, yet.

      In this study, the effect of shot peening on redistribution of multi-pass welding residual stresses was numerically and experimentally investigated on an as-weld and a ground flush specimen. Finite element studies were carried out using  welding models and random shot peening analyses. Moreover, Extensive finite element analyses were conducted  to study the effect of model dimensions and the number of passes on prediction of welding residual stresses.

      Interesting set of results showed that shot peening can be advantageous even for large components and multi-pass welded joints. Additionally, reducing the number of passes in FE models could considerably lower the computational time without affecting the accuracy of results at  the surface regions of the models.

 

Key Words: Residual stresses, Multi-pass weld, Redistribution, Shot peening

 

مشخصات فردی:

نام: آوا

نام خانوادگی: خواجه‏ئیان

پست الکترونیکی: khajeiana@yahoo.com

 

سوابق تحصیلی:

کارشناسی

·         مهندسی مکانیک

·         دانشگاه بوعلی سینا، همدان 1394-1390

·         سهمیه قبولی: آزمون سراسری

·         پایان‏نامه: ''شبیه‏سازی رشد ترک در حضور تنش‏های پسماند'' به راهنمایی جناب آقای دکتر امیرحسین محمودی

·         فارغ التحصیل رتبه اول دوره کارشناسی و  دانشجوی برگزیده آموزشی مقطع کارشناسی دفتر هدایت استعدادهای درخشان دانشگاه بوعلی سینا در سال‏های 1393 و 1394

کارشناسی ارشد

·         مهندسی مکانیک، طراحی کاربردی، مکانیک جامدات

·         دانشگاه بوعلی سینا، همدان 1397-1394

·         سهمیه قبولی: استعدادهای درخشان (بدون آزمون)

·         پایان‏نامه: "بررسی اثر ساچمه‏پاشی بر توزیع مجدد تنش‏های پسماند حاصل از جوشکاری" به راهنمایی جناب آقای دکتر امیرحسین محمودی

·         رتبه اول دوره کارشناسی ارشد و  دانشجوی برگزیده آموزشی مقطع کارشناسی ارشد دفتر هدایت استعدادهای درخشان دانشگاه بوعلی سینا در سال ‏1396

 

مقالات:

آوا خواجه‏ئیان، امیرحسین محمودی، بررسی عددی اثر تنش­های پسماند حاصل از عملیات حرارتی کوئنچ بر عمر خستگی نمونه تخت، بیست و ششمین همايش سالانه بین­المللی مهندسي مکانيک ايران (ISME 2018)، 4-6 اردبیهشت 1397، دانشگاه سمنان، سمنان.

 

مهارت‏های نرم‏افزاری و دوره‏های آموزشی:

1.       گواهی‏نامه مهارت "MATLAB"  از سازمان آموزش فنی و حرفه‏ای کشور

2.       مدرک "Piping Principles & Design"   از شرکت موننکو ایران

3.       تسلط نسبی به نرم‏افزارهای ABAQUS   و AutoCAD

4.       آشنایی با اسکریپت نویسی و سابروتین نویسی در نرم‏افزار ABAQUS

5.       آشنایی با نرم‏افزار SolidWorks

 

 

زبان‏های خارجی:

دارای مدرک زبان انگلیسی MSRT