مکانیک محاسباتی فرایند روکش کاری لیزری

Computational mechanics of laser cladding process

چکیده

فرایند روکش کاری لیزری (جوشکاری لیزری) فرایند ترمودینامیکی غیر برگشت پذیر است که طی آن استحاله های فازی حین ذوب (در سیکل گرمایش) و انجماد (در سیکل سرمایش) رخ می‌دهند. در اغلب مطالعات (مدلسازی) تحلیلی و عددی، اشعه لیزر به عنوان یک منبع حرارتی در نظر گرفته شده و از محاسبات مربوط به گرمای نهان به علت ساده سازی مساله صرف نظر شده است. در این مطالعه با مرور تحقیقات قبلی انجام شده تاثیر گرمای نهان نیز بر روی فرایند جوشکاری لیزری مورد بررسی قرار گرفته است؛ در این راستا الگوریتم های برنامه نویسی مربوط به محاسبات مقدار گرمای نهان با استفاده از نرم افزار تجاری ABAQUSTM اجرا شدند.

نتایج شبیه سازی حاصل از این تحقیق با نتایج تجربی حاصل از تحقیقات دیگر مورد مقایسه قرار گرفته و مطابقت مناسبی بین نتایج عددی و تجربی مشاهده گردید. به عنوان نتیجه مشخص گردید که با منظور کردن محاسبات مربوط به گرمای نهان در فرایند جوشکاری لیزری، نتایج صحیح تری حاصل می‌شود.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

Laser cladding process accompanies phase transformations through melting (on heating) and solidifying (on cooling), which is an irreversible thermodynamic process. Most of analyses on material processing by laser as a heat source have been conducted on models of neglecting the latent heat in the process just for the reason of simplification. In this study the previous important works are summarized. And to further investigate the effects of latent heat on laser cladding process, this study develops a program accommodating an algorithm for enforcing the latent heat to run with ABAQUSTM.

The simulation technique of this study is verified by direct comparison of the present prediction with experimental publications elsewhere; the numerical results agreed accurately with the experiments. As a result, it is found that more accurate conclusions come out when considering the latent heat in process analyses.