Моделювання впливу режимів зварювання на механічні властивості зварних з'єднань

Abstract

UK: Постановка проблеми. Зварювання − один із найбільш поширених та ефективних способів з'єднання металевих конструкцій, який застосовується в багатьох галузях виробництва, від автомобільної до нафтової промисловості. Однак у процесі зварювання з'єднання піддаються значним термічним та механічним навантаженням, що може спричинити появу дефектів та зниження механічних властивостей зварних з'єднань. Основна частина. Моделювання впливу режимів зварювання може бути проведене за допомогою різних методів, таких як математичне моделювання на основі законів фізики та механіки, експериментальні дослідження зварних з'єднань та їх аналіз, або комбінація цих методів. В основному можна застосувати методи кінцевих елементів, метод граничних елементів, метод скінченних різниць та метод гібридного моделювання, де для кожного окремого елемента впливу на зварювання застосовується найбільш ефективний метод математичного моделювання. Розглянуто, яким програмним забезпеченням можна оперувати у створенні математичної моделі. Проаналізовано методи експериментальних досліджень, якими користуються для визначення механічних властивостей зварного з’єднання. Також проаналізовано методи порівняння експериментальних даних з математичною моделлю. Висновки. Розглянуто основні методи математичного моделювання зварювання, методи експериментальних досліджень та порівняння отриманих даних математичної моделі з проведеними дослідженнями. На основі порівняння можна дізнатися, як той чи інший режим зварювання впливатиме на якість зварного з’єднання.

EN: Introduction. Welding is one of the most common and effective methods of joining metal structures, which is used in many industries, from the automotive to the oil industry. However, in the process of welding, the joints are subjected to significant thermal and mechanical loads, which can lead to defects and a decrease in the mechanical properties of welded joints. The main part. Modelling the influence of welding modes can be performed using various methods, such as mathematical modelling based on the laws of physics and mechanics, experimental studies of welded joints and their analysis, or a combination of these methods. Basically, finite element methods, boundary element method, finite difference method, and hybrid modelling method can be applied, where, for each individual element of influence on welding, the most effective method of mathematical modelling is used. It is considered what software can be used for modelling a mathematical model. The methods of experimental research used to determine the mechanical properties of a welded joint are analyzed. The methods of comparing experimental data to the mathematical model are also analyzed. Conclusions. The basic methods of mathematical modelling of welding, methods of experimental research, and comparison of the obtained data of the mathematical model with the conducted research have been considered. Based on the comparison, it is possible to find out how a particular welding mode will affect the quality of the welded joint.