Mô phỏng biến dạng ống trong hàn hồ quang

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc

1.2. Mục tiêu của đề tài

1.3. Nhiệm vụ của đề tài, phƣơng pháp nghiên cứu và giới hạn của đề tài

1.3.1. Nhiệm vụ của đề tài

1.3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu

1.3.3. Giới hạn của đề tài

1.4. Giá trị thực tiễn của đề tài

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Hàn hồ quang nóng chảy trong môi trƣờng có khí bảo vệ

2.2. Phân loại hàn hồ quang nóng chảy trong môi trƣờng có khí bảo vệ

2.2.1. Hàn hồ quang bằng điện cực nóng chảy trong môi trƣờng có khí bảo vệ (GMAW: Gas Metal Arc Welding)

2.2.2. Hàn hồ quang bằng điện cực không nóng chảy trong môi trƣờng khí trơ (GTAW: Gas Tungsten Arc Welding)

2.3. Mô hình toán học của bài toán

2.4. Sự hình thành mối hàn

2.4.1. Khái niệm về mối hàn. Sự tạo thành bể hàn

2.4.2. Sự dịch chuyển của kim loại lỏng từ điện cực vào bể hàn

2.5. Các thông số công nghệ hàn

2.6. Ứng suất và biến dạng trong quá trình hàn

2.6.1. Hiện tƣợng vật lý xẩy ra trong quá trình hàn

2.6.2. Cơ chế hình thành ứng suất và biến dạng trong mối hàn

2.6.3. Phân loại ứng suất và biến dạng hàn

2.6.4. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến quá trình hàn

3. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG BIẾN DẠNG ỐNG TRONG QUI TRÌNH HÀN HỒ QUANG

3.1. TRƢỜNG HỢP HÀN GIÁP MÍ

3.1.1. Mô hình hình học, thông số hàn và kim loại hàn của bài toán

3.1.2. Kết quả mô phỏng biến dạng, ứng suất và nhiệt độ

3.2. TRƢỜNG HỢP HÀN VUÔNG GÓC SỬ DỤNG CO HÀN

3.2.1. Mô hình hình học, thông số hàn, và kim loại hàn của bài toán

3.2.2. Kết quả mô phỏng biến dạng, ứng suất và nhiệt độ

3.3. TRƢỜNG HỢP HÀN CHỮ T

3.3.1. Mô hình hình học, thông số hàn, và kim loại hàn của bài toán

3.3.2. Kết quả mô phỏng biến dạng, ứng suất và nhiệt độ

4. CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM VÀ SO SÁNH

4.1. Vật liệu mẫu

4.2. Thiết bị, vật liệu hàn và dụng cụ đo kiểm

4.3. Dụng cụ đo kiểm

4.4. Xác định các yếu tố ảnh hƣởng đến độ biến dạng và hàn mẫu

4.5. Kết quả và so sánh

4.5.1. Biểu đồ so sánh biến dạng giữa kết quả thực nghiệm và kết quả mô phỏng trƣờng hợp hàn giáp mí

4.5.2. Biểu đồ so sánh biến dạng giữa kết quả thực nghiệm và kết quả mô phỏng trƣờng hợp hàn vuông góc sử dụng co hàn

4.5.3. Biểu đồ so sánh biến dạng giữa kết quả thực nghiệm và kết quả mô phỏng trƣờng hợp hàn chữ T

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

5.1. Hƣớng phát triển đề tài

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Mô phỏng biến dạng ống trong hàn hồ quang

Nghiên cứu về mô phỏng biến dạng ống trong quá trình hàn hồ quang là một lĩnh vực quan trọng trong ngành kỹ thuật hàn. Luận văn này tập trung vào việc sử dụng phần mềm ANSYS Workbench 14.0 để mô phỏng và phân tích biến dạng của ống trong quá trình hàn. Mục tiêu chính là xác định các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng ống và so sánh kết quả mô phỏng với thực nghiệm. Qua đó, luận văn đã chỉ ra rằng việc mô phỏng không chỉ giúp dự đoán các biến dạng có thể xảy ra mà còn hỗ trợ trong việc tối ưu hóa quy trình hàn, từ đó nâng cao chất lượng mối hàn và giảm thiểu chi phí sản xuất.

1.1. Khái quát lý thuyết về hàn hồ quang

Hàn hồ quang là một phương pháp hàn phổ biến, trong đó hàn hồ quang nóng chảy được thực hiện trong môi trường có khí bảo vệ. Phương pháp này cho phép hàn các loại kim loại khác nhau, bao gồm cả thép hợp kim cao và kim loại màu. Luận văn đã trình bày chi tiết về các loại hàn hồ quang, đặc biệt là hàn điện cực không nóng chảy (GTAW). Việc hiểu rõ lý thuyết về hàn hồ quang là cơ sở để thực hiện các mô phỏng chính xác và hiệu quả. Các thông số như nhiệt độ, ứng suất và biến dạng trong quá trình hàn được phân tích kỹ lưỡng, từ đó đưa ra các kết luận quan trọng về ảnh hưởng của chúng đến chất lượng mối hàn.

1.2. Mô phỏng biến dạng ống bằng phần mềm ANSYS

Phần mềm ANSYS Workbench 14.0 được sử dụng để mô phỏng biến dạng của ống trong quá trình hàn. Quá trình mô phỏng bao gồm việc thiết lập mô hình hình học, xác định các thông số hàn và điều kiện biên. Kết quả mô phỏng cho thấy sự thay đổi của ứng suất và biến dạng trong ống khi thực hiện hàn. Luận văn đã chỉ ra rằng việc mô phỏng giúp dự đoán chính xác các biến dạng có thể xảy ra, từ đó có thể điều chỉnh quy trình hàn để giảm thiểu các biến dạng không mong muốn. Kết quả mô phỏng được so sánh với thực nghiệm để xác nhận tính chính xác và độ tin cậy của mô hình.

1.3. So sánh giữa mô phỏng và thực tế thí nghiệm

Việc so sánh giữa kết quả mô phỏng và thực nghiệm là một phần quan trọng trong nghiên cứu này. Luận văn đã thực hiện các thí nghiệm hàn ống bằng phương pháp hàn TIG và thu thập dữ liệu về biến dạng thực tế. Kết quả cho thấy sự tương đồng giữa mô phỏng và thực nghiệm, điều này khẳng định tính chính xác của mô hình mô phỏng. Sự khác biệt nhỏ giữa hai kết quả có thể được giải thích bởi các yếu tố như sai số trong quá trình thực nghiệm hoặc các điều kiện không được mô phỏng chính xác. Từ đó, luận văn đã đưa ra các khuyến nghị cho việc cải thiện quy trình hàn nhằm đạt được kết quả tốt nhất.

II. Giá trị thực tiễn của đề tài

Luận văn không chỉ mang lại giá trị lý thuyết mà còn có giá trị thực tiễn cao trong ngành kỹ thuật hàn. Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong việc thiết kế quy trình hàn hiệu quả hơn, giúp giảm thiểu các biến dạng không mong muốn trong quá trình hàn. Điều này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, tài liệu này cũng có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên và các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực kỹ thuật cơ khí. Việc áp dụng các phương pháp mô phỏng hiện đại như ANSYS sẽ giúp nâng cao khả năng dự đoán và kiểm soát chất lượng trong sản xuất công nghiệp.

2.1. Ứng dụng trong thiết kế quy trình hàn

Kết quả từ nghiên cứu có thể được sử dụng để tối ưu hóa quy trình hàn, từ đó giảm thiểu các yếu tố gây hại trong quá trình hàn. Việc dự đoán trước các biến dạng sẽ giúp các kỹ sư điều chỉnh các thông số hàn một cách hợp lý, đảm bảo chất lượng mối hàn tốt nhất. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ngành công nghiệp yêu cầu độ chính xác cao như chế tạo máy, xây dựng và sản xuất thiết bị. Sự kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn trong nghiên cứu này sẽ tạo ra những bước tiến mới trong công nghệ hàn.

2.2. Tài liệu tham khảo cho sinh viên và nghiên cứu

Luận văn này sẽ là một tài liệu quý giá cho sinh viên ngành kỹ thuật cơ khí, đặc biệt là trong chuyên ngành hàn. Nó cung cấp cái nhìn tổng quan về các phương pháp mô phỏng và thực nghiệm trong hàn hồ quang. Các sinh viên có thể tham khảo để hiểu rõ hơn về quy trình hàn, các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn và cách sử dụng phần mềm mô phỏng trong nghiên cứu. Hơn nữa, các nhà nghiên cứu có thể dựa vào kết quả của luận văn để phát triển các nghiên cứu sâu hơn về công nghệ hàn, từ đó đóng góp vào sự phát triển của ngành công nghiệp.

Luận văn thạc sĩ HCMUTE về mô phỏng biến dạng của ống trong quy trình hàn hồ quang