التمثيل الرياضياتي للخصائص الحرارية أثناء اللحام الاحتكاكي الدوار للمواد المتراكبة ذات الأساس المعدني المتشابهة وغير المتشابهة
Modelling of Thermal Characteristics During Rotary Friction Welding of Similar and Dissimilar Metal Matrix Composites
- الباحث
- فارس إبراهيم صالح أحمد
- المشرف
- أمير سلطان داؤد ; عبد الحق عبد القادر حامد
- الجامعة
- جامعة الموصل
- الكلية / القسم
- كلية الهندسة / الهندسة الميكانيكية
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2022
- لغة الرسالة
- إنجليزي
- الكلمات المفتاحية
- Rotary friction welding ; Metal matrix composites ; Thermal modelling ; ANSYS
الملخص
في هذا البحث تم عمل نموذج عددي لوصف لحام الاحتكاك الدوار من خلال برنامج (ANSYS) النموذج العددي كان لكل من الريط المتشابه لسبيكة الالمنيوم 6060-1651 و الربط غير المتشابه سبيكة الالمنيوم 6060-1651 / سبيكة الصلب منخفض الكاريون وكذلك للمواد المتراكبة ذات الاساس المعدني مع حبيبات كربيد السليكون (م0-510) كمادة تقوية. تم عمل نموذج رياضياتي يوصف الحرارة المنتقلة, الحرارة المتولدة في منطقة اللحام بين القطعتين وكذلك الحرارة المتولدة داخل القطع نتيجة التشوه الحاصل فيها اثناء عملية اللحام. تم اختيار مدى مناسب لمعاملات الاحتكاك للربط المتشابه وغير المتشابه. نتائج التحليل العددي اظهرت انه مع زيادة قيمة المعاملات تؤدي الى ارتفاع درجة الحرارة المتولدة بين النموذجين وكذلك تؤدي الى زيادة النقصان في طول النموذج .نسبة تاثير كل معامل على درجة الحرارة القصوى لعملية اللحام كانت كالتالي:(46.8390 La lt )],:14.8590( ,(N: 38.32%), (Pi: المتشابه وللريط الغير متشابه كانت:(44.9890 ,(N: 40.99%), (Pi: )14.03% :1]). نسبة تاثير المعاملات على النقصان في الطول كانت كالتالي:(31.38940 (ti: (N: 17.68%) ,(P2: 26.2%), (Pi: (t: 6.32%) ,18.42%) للريط المتشابه وللربط غير المتشابه كانت كالتالي: (Py: -(to: 3.440(,): 21.3%),(N: 20.06%) ,(P2: 20.36%),34.34%) ان تاثير زيادة النسبة الوزنية لحبيبات (م0-510) للمواد المتراكبة على درجة الحرارة في المنتصف بين القطعتين للربط المتشابه كان قليل اما للربط غير متشابه كان التاثير اقل من الربط المتشابه. ان النتقصان في الطول يقل بشكل ملاحظ مع زيادة النسبة الوزنية لحبيبات (م0-510) اما للريط غير المتشابه فان النقصان في الطول يقل بشكل اكبر من الربط المتشابه مع Baby نسبة حبيبات O-) (SIC, تم عمل مقارنة بين نتائج التحليل العددي مع عدة دراسات عملية متاحة وقد اعطت نتائج متقارية لدرجة الحرارة في المنتصف بين القطعتين مع نسبة خطئ حوالي (90 2 - 8.7%( للمرحلة الثانية من عملية اللحام.
Abstract
In this research study, a numerical modeling was presented to describe the continuous drive rotary friction welding process using ANSYS. The models was made for similar Al-alloy joint, dissimilar Al-alloy /austenitic mild steel joint and for composite material with alpha silicon carbide particles (α-SiCp). A mathematical model was made to describe the heat transfer, the heat flux generated at the interface of the work piece due to the frictional force and the heat generation duo to plastic deformation. A suitable range of welding parameters was taken for similar and dissimilar joints. The results show that with increase of welding parameters, the welding temperature and the axial shortening will increase for both similar and dissimilar joints. The ratio of the influence of parameters on the maximum welding temperature were: (P1: 46.83%), (N: 38.32%), and (t1: 14.85%) for similar joint, and for the dissimilar joint were: (P1: 44.98%), (N: 40.99%) and (t1: 14.03%). The ratio of the influence of parameters on the axial shortening were: (P1: 31.38%), (P2: 26.2%), (N: 17.68%), (t1: 18.42%) and (t2: 6.32%) for similar joint, and for the dissimilar joint were: (P1: 34.34%), (P2: 20.36%), (N: 20.06%), (t1: 21.3%) and (t2: 3.4%). By increasing weight percent of (α-SiCp), the increase of welding temperature was little for similar joint while for dissimilar joint was insignificant. With increasing (α-SiCp), the axial shortening dramatically decreases for similar joint, while for dissimilar joint the decrease in axial shortening was even higher. A comparison was made between the numerical results with available experimental studies which show acceptable agreement for the welding temperature with error percentage between (2%) to (8.7%) for the second stage of welding process.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.