Синтез і математичне моделювання композитної моделі джерела тепла, що відноситься до процесу MIG/MAG наплавлення з коливаннями пальника

В.В. Долиненко, канд. техн. наук, Є.В. Шаповалов, канд. техн. наук
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
Україна, 03680, ГСП, Київ-150, вул. Казимира Малевича, 11
тел.: (044) 2004711, Е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Èlektron. model. 2024, 46(6):97-108

https://doi.org/10.15407/emodel.46.06.097

АНОТАЦІЯ

Представлено синтез і математичне моделювання в середовищі пакету Mathcad композитної моделі джерела тепла, яка імітує джерело тепла дуги при електродуговому наплавленні із поперечними коливаннями пальника. Модель представляє собою суперпозицію із трьох подвійно-еліптичних моделей джерел тепла Голдака. Відмінністю даної моделі є те, що функцію виводу реалізовано із використанням логічних операторів, що дозволило реалізувати функціональне перетворення, яке аналогічне операції симетричної різниці із теорії множин. Це забезпечило виключення із загального теплового потоку областей, що перекриваються сусідніми джерелами тепла. Виконано моделювання для трьох випадків форми поперечних коливань пальника: синусоїдальної, трикутної і прямокутної. Результати моделювання можуть бути корисні для фахівців в області скінченно-елементного моделювання процесів електродугового наплавлення, а також при розробці WAAM технології.

КЛЮЧОВІ СЛОВА:

подвійна еліптична модель джерела тепла Голдака, електродугове наплавлення, поперечні коливання пальника, композитна модель джерела тепла.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

Goldak J.A., Akhlaghi Mehdi. Computational Welding Mechanics. Springer, 2005. 323 p.
Lundbäck A. Finite Element Modelling and Simulation of Welding of Aerospace Components. Luleå University of technology: Department of Applied Physics and Mechanical Engineering-Division of Computer Aided Design, 2003. 50 p.
Trupiano S., Belardi V.G., Fanelli P., Gaetani L., Vivido F. A semi-analytical method for the calculation of double-ellipsoidal heat source parameters in welding simulation. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, Vol. 1214, 2022. P. 1—11. URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/1214/1/012023 (date of access: 028.08.2024).
Долиненко В.В., Коляда В.А., Шаповалов Е.В., Скуба Т.Г. Конечно-элементное моделирование проплавления при сварке МИГ/МАГ корневого шва. Электрометаллургия. Москва. 2016. №9. С. 10—19.
Goldak heat input model for Welding and Additive Manufacturing process. Hyper Lyceum. URL: https://www.youtube.com/watch?v=G1wsgnay8kA (date of access: 028.08.2024).

ДОЛИНЕНКО Володимир Володимирович, канд. техн. наук, ст. науковий співробітник відділу №27 Інституту електрозварювання ім. Є.О.Патона НАН України. В 1979 р. закінчив Київський політехнічний інститут. Область наукових досліджень — проектування автоматизованих систем управління зварюванням та наплавленням, чисельне моделювання термомеханічних та гідромеханічних задач, автоматичне управління дуговим зварюванням.

ШАПОВАЛОВ Євген Вікторович, канд. техн. наук, керівник відділу №27 Інституту електрозварювання ім. Є.О.Патона НАНУ. 1999 р. закінчив Національний технічний університет «Київський політехнічний інститут». Область наукових досліджень — створення перспективних зразків лазерно-тріангуляційних відеосенсорів, робототехнічні системи для дугового зварювання, неруйнівний контроль якості зварних швів, адитивні технології.

Повний текст: PDF