Stress-Strain State Simulation of Welded Plate

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorTsybulnyk, S.
dc.contributor.authorKhotsevych, M.
dc.contributor.authorTovber, A.
dc.date.accessioned2020-04-14T13:22:30Z
dc.date.available2020-04-14T13:22:30Z
dc.date.issued2018
dc.description.abstractenBackground. The most important task in choosing the shape of the structural elements of the ship’s hull is to ensure sufficient strength with a small mass. In recent years, great progress has been made in shipbuilding thanks to the use of modern welding methods for connecting parts and components. Ships hulls have become much lighter than when using riveted joints due to the transition to welding. A welded joint can provide optimum corrosion resistance, strength and economy of manufacture. However, it must be remembered that any metal, including stainless steels, may undergo certain changes during welding. Therefore, it is necessary to exercise a reasonable degree of caution during the welding process. In recent years, simulation has become a very popular method for studying processes and phenomena. In addition to mathematical methods, more and more often, authors from all over the world are starting to use simulation modeling as the main research method and compare the results with theoretical or experimental ones. There are many software products that allow you to create geometric models of objects of varying complexity. One such program is SolidWorks, which was chosen to create the geometric models in this study. Objective. Therefore, the purpose of this work is to conduct geometrical modeling (construction of threedimensional models) and simulation (study of the object by its model) of a metal plate with a weld. Also, a liquidconstruction interaction analysis will be carried out to determine the stress-strain state of the metal plate (ship’s hull element) with welds of different geometric shapes in the cross-section. Results. In this work, a three-dimensional model of the ship’s hull element with welded seams was built. To determine the vector fields of the velocity of water flow and its pressure in the ANSYS software package, a simulation of the load on the hull element was carried out using its constructed geometric model. The analysis of the obtained results made it possible to determine the stress-strain state of the ship’s hull element. Conclusions. Three forms of welds are considered, namely: V-shaped, Y-shaped and X-shaped. It is shown that at a flow rate of 5m/s the minimum load is less than at least three times for the X-shaped (double-sided) weld. The maximum loads within the hull element of the ship are almost the same. It is shown that the smallest stress within the welds (without considering the plate) arises when using an X-shaped weld. In further research it is planned to investigate the effect of loads from the water stream on the damaged weld seams.en
dc.description.abstractruВажнейшей задачей при выборе формы конструктивных элементов корпуса корабля является обеспечение достаточной прочности при малой массе. В последние годы в кораблестроении достигнуты большие успехи благодаря применению современных методов сварки для соединения деталей и элементов. Благодаря переходу к сварке, корпуса кораблей стали на много легче, чем при использовании заклепочных соединений. Сварное соединение может обеспечить оптимальную коррозионную стойкость, прочность и экономичность изготовления. Однако необходимо помнить, что любой металл, включая нержавеющие стали, может претерпевать определенные изменения во время сварки. Поэтому необходимо проявить разумную степень осторожности при сварке. В последние годы имитационное моделирование становится очень популярным методом исследования процессов и явлений. Кроме математических методов все чаще авторы со всего мира начинают использовать в качестве основного метода исследования имитационное моделирование и сравнивать результаты с теоретическими или экспериментальными. Существует множество программных продуктов, которые позволяют создавать геометрические модели объектов различной сложности. Некоторые из этих программ даже имеют в своем составе базовые модули имитационного моделирования. Одной из таких программ является SolidWorks, которая была выбрана для создания геометрических моделей в данном исследовании. В данной работе была построена трехмерная модель элемента обшивки корабля со сварными швами. Для определения векторных полей скорости водного потока и его давления в программном комплексе ANSYS проведено имитационное моделирование нагрузки на элемент конструкции с использованием его построенной геометрической модели. Анализ полученных результатов позволил определить напряженно-деформированное состояние элемента обшивки корабля. Рассмотрены три формы сварных швов, а именно: V-образная, Y-образная и Х-образная. Показано, что при скорости водного потока в 5 м/с минимальные нагрузки при использовании Х-образного (двустороннего) шва меньше минимум в три раза. Максимальные нагрузки в пределах элемента обшивки корабля при этом почти одинаковы. Показано, что наименьшие напряжение в пределах сварных швов (без рассмотрения пластины) возникают при использовании Х-образного шва. В дальнейшем планируется исследовать влияние на поврежденные сварные швы нагрузок от водного потока.ru
dc.description.abstractukНайважливішим завданням при виборі форми конструктивних елементів корпусу корабля є забезпечення достатньої міцності при малій масі. В останні роки в кораблебудуванні досягнуто великих успіхів завдяки застосуванню сучасних методів зварювання для з'єднання деталей та елементів. Завдяки переходу до зварювання, корпуси кораблів стали на багато легше ніж при використанні заклепкових з’єднань. Зварне з'єднання може забезпечити оптимальну корозійну стійкість, міцність і економічність виготовлення. Однак необхідно пам'ятати, що будь-який метал, включаючи нержавіючі сталі, може зазнавати певних змін під час зварювання. Тому необхідно проявити розумну ступінь обережності під час зварювання. В останні роки імітаційне моделювання стає дуже популярним методом дослідження процесів і явищ. Окрім математичних методів все частіше автори з усього світу починають використовувати як основний метод дослідження імітаційне моделювання і порівнювати результати з теоретичними чи експериментальними. Існує безліч програмних продуктів, які дозволяють створювати геометричні моделі об’єктів різної складності. Деякі з цих програм навіть мають у своєму складі базові модулі імітаційного моделювання. Однією з таких програм є SolidWorks, яка була обрана для створення геометричних моделей у даному дослідженні. У даній роботі була побудована тривимірна модель елемента обшивки корабля зі зварними швами. Для визначення векторних полів швидкості водяного потоку і його тиску в програмному комплексі ANSYS проведено імітаційне моделювання навантаження на елемент конструкції з використанням його побудованої геометричній моделі. Аналіз отриманих результатів дозволив визначити напруженодеформований стан елемента обшивки корабля. Розглянуто три форми зварних швів, а саме: V-подібна, Yподібна та Х-подібна. Показано, що при швидкості водяного потоку в 5 м/с мінімальні навантаження при використанні Х-подібного (двостороннього) шва менші мінімум в три рази. Максимальні навантаження у межах елемента обшивки корабля при цьому майже однакові. Показано, що найменші напруження в межах зварних швів (без розгляду пластини) виникають при використанні Х-подібного шва. У подальшому планується дослідити вплив на пошкоджені зварні шви навантажень від водяного потоку.uk
dc.format.pagerangeС. 38-44uk
dc.identifier.citationTsybulnyk, S. Stress-Strain State Simulation of Welded Plate / S. Tsybulnyk, M. Khotsevych, A. Tovber // Вісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць. – 2018. – Вип. 56(2). – С. 38-44. – Бібліогр.: 14 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/1970.56(2).2018.152252
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/32907
dc.language.isoenuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник КПІ. Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 56(2)uk
dc.subjectweld seamuk
dc.subjectsimulation and geometric modelinguk
dc.subjectANSYSuk
dc.subjectSolidWorksuk
dc.subjectзварний шовuk
dc.subjectімітаційне та геометричне моделюванняuk
dc.subjectсварной шовuk
dc.subjectимитационное и геометрическое моделированиеuk
dc.subject.udc004.925.8:519.876.5uk
dc.titleStress-Strain State Simulation of Welded Plateen
dc.title.alternativeМоделювання напружено-деформованого стану пластини зі зварним швомuk
dc.title.alternativeМоделирование напряженно-деформированного состояния пластины со сварным швомru
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPI-SPr_2018-56_P38-44.pdf
Розмір:
467.94 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник КПІ. Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 56(2)