Published May 1, 2020 | Version v1
Publication Open

Finite element analysis of the effect of porosity on residual stress in 2024 aluminium alloy GTAW

Creators

  • 1. Chiang Mai University
  • 2. National Science and Technology Development Agency

Description

Abstract Simulations of the welding process for butt joints using finite element analysis (FEA) of the effect of porosity are presented. The metal used was aluminium alloy (grade 2024), and the filler material was alloy ER5356. The simulations were performed using the commercial software ANSYS, considering a double ellipsoid heat source, temperature-dependent material properties, material deposits, mechanical analysis, transient heat transfer, and defects (porosity). In this study, the FEA simulations were constructed for two types of heat source (single- and double-ellipsoid) used in gas tungsten arc welding (GTAW), and the calculated residual stress results were compared with the experimental values. Two double ellipsoid models were constructed for cases with and without porosity. The porosity was measured by three-dimensional (3D) computed tomography (CT), and the size and location of pores were mapped onto the weld bead created by the birth-and-death technique.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتم تقديم محاكاة مجردة لعملية اللحام لمفاصل المؤخرة باستخدام تحليل العناصر المحدودة (FEA) لتأثير المسامية. كان المعدن المستخدم عبارة عن سبيكة ألومنيوم (الدرجة 2024)، وكانت مادة الحشو عبارة عن سبيكة ER5356. تم إجراء المحاكاة باستخدام البرنامج التجاري ANSYS، مع الأخذ في الاعتبار مصدر الحرارة الإهليلجي المزدوج، وخصائص المواد المعتمدة على درجة الحرارة، ورواسب المواد، والتحليل الميكانيكي، ونقل الحرارة العابر، والعيوب (المسامية). في هذه الدراسة، تم إنشاء محاكاة FEA لنوعين من مصدر الحرارة (الإهليلجي الفردي والمزدوج) المستخدم في لحام قوس التنغستن الغازي (GTAW)، وتمت مقارنة نتائج الإجهاد المتبقي المحسوبة بالقيم التجريبية. تم بناء نموذجين إهليلجيين مزدوجين للحالات ذات المسامية وبدونها. تم قياس المسامية بواسطة التصوير المقطعي المحوسب ثلاثي الأبعاد (CT)، وتم تعيين حجم وموقع المسام على حبة اللحام التي تم إنشاؤها بواسطة تقنية الولادة والموت.

Translated Description (French)

Des simulations du processus de soudage pour les joints bout à bout utilisant l'analyse par éléments finis (FEA) de l'effet de la porosité sont présentées. Le métal utilisé était un alliage d'aluminium (nuance 2024), et le matériau de remplissage était l'alliage ER5356. Les simulations ont été effectuées à l'aide du logiciel commercial ANSYS, en tenant compte d'une source de chaleur à double ellipsoïde, des propriétés des matériaux dépendant de la température, des dépôts de matériaux, de l'analyse mécanique, du transfert de chaleur transitoire et des défauts (porosité). Dans cette étude, les simulations FEA ont été construites pour deux types de sources de chaleur (simple et double ellipsoïde) utilisées dans le soudage à l'arc au tungstène gazeux (GTAW), et les résultats des contraintes résiduelles calculées ont été comparés aux valeurs expérimentales. Deux modèles d'ellipsoïdes doubles ont été construits pour les cas avec et sans porosité. La porosité a été mesurée par tomodensitométrie (CT) tridimensionnelle (3D), et la taille et l'emplacement des pores ont été cartographiés sur le cordon de soudure créé par la technique de naissance et de mort.

Translated Description (Spanish)

Resumen Se presentan simulaciones del proceso de soldadura para uniones a tope mediante análisis de elementos finitos (fea) del efecto de la porosidad. El metal utilizado fue aleación de aluminio (grado 2024), y el material de relleno fue aleación ER5356. Las simulaciones se realizaron utilizando el software comercial ANSYS, considerando una fuente de calor de doble elipsoide, propiedades del material dependientes de la temperatura, depósitos de material, análisis mecánico, transferencia de calor transitoria y defectos (porosidad). En este estudio, las simulaciones de fea se construyeron para dos tipos de fuente de calor (elipsoide simple y doble) utilizada en la soldadura por arco de tungsteno gaseoso (GTAW), y los resultados de la tensión residual calculada se compararon con los valores experimentales. Se construyeron dos modelos de doble elipsoide para casos con y sin porosidad. La porosidad se midió mediante tomografía computarizada (TC) tridimensional (3D), y el tamaño y la ubicación de los poros se mapearon en el cordón de soldadura creado por la técnica de nacimiento y muerte.

Files

pdf.pdf

Files (11.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:1b55aa4e7e1d3751bf776e091dc26e2b
11.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحليل العناصر المحدودة لتأثير المسامية على الإجهاد المتبقي في عام 2024 من سبائك الألومنيوم GTAW
Translated title (French)
Analyse par éléments finis de l'effet de la porosité sur la contrainte résiduelle dans l'alliage d'aluminium 2024 GTAW
Translated title (Spanish)
Análisis por elementos finitos del efecto de la porosidad sobre la tensión residual en la aleación de aluminio 2024 GTAW

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3023738107
DOI
10.1088/2053-1591/ab906a

Is supplement to
https://openalex.org/W4380449310 (Other)
https://openalex.org/W4289842339 (Other)
https://openalex.org/W346259577 (Other)
https://openalex.org/W3147275322 (Other)
https://openalex.org/W3111094398 (Other)
https://openalex.org/W3054478312 (Other)
https://openalex.org/W2955584785 (Other)
https://openalex.org/W2403772794 (Other)
https://openalex.org/W2367208452 (Other)
https://openalex.org/W1606697826 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1569176781
  • https://openalex.org/W1669040157
  • https://openalex.org/W1971737842
  • https://openalex.org/W1972288063
  • https://openalex.org/W1975891352
  • https://openalex.org/W1977761630
  • https://openalex.org/W1978196458
  • https://openalex.org/W1979637357
  • https://openalex.org/W1982583318
  • https://openalex.org/W1985146403
  • https://openalex.org/W1985777971
  • https://openalex.org/W1986549962
  • https://openalex.org/W1987625846
  • https://openalex.org/W1987644856
  • https://openalex.org/W1991362499
  • https://openalex.org/W1991491639
  • https://openalex.org/W1992514481
  • https://openalex.org/W1996465278
  • https://openalex.org/W1998939853
  • https://openalex.org/W2001542066
  • https://openalex.org/W2011946256
  • https://openalex.org/W2012621783
  • https://openalex.org/W2018897272
  • https://openalex.org/W2020102247
  • https://openalex.org/W2020701003
  • https://openalex.org/W2020759599
  • https://openalex.org/W2028186498
  • https://openalex.org/W2037331351
  • https://openalex.org/W2038950817
  • https://openalex.org/W2039316803
  • https://openalex.org/W2040152783
  • https://openalex.org/W2049276498
  • https://openalex.org/W2057804967
  • https://openalex.org/W2062621811
  • https://openalex.org/W2064155632
  • https://openalex.org/W2064739642
  • https://openalex.org/W2069368991
  • https://openalex.org/W2074020345
  • https://openalex.org/W2076979873
  • https://openalex.org/W2080051980
  • https://openalex.org/W2081989679
  • https://openalex.org/W2086839244
  • https://openalex.org/W2087250542
  • https://openalex.org/W2168397575
  • https://openalex.org/W2519111725
  • https://openalex.org/W2889854748
  • https://openalex.org/W4232972633
  • https://openalex.org/W4285719527
  • https://openalex.org/W66428007
  • https://openalex.org/W811125266
  • https://openalex.org/W891305897