دفاع از پایان نامه در مقطع کارشناسی ارشد آوا خواجهئیان
دفاع از پایان نامه در مقطع کارشناسی ارشد آوا خواجهئیان
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