پديد آورنده :
رفيق دوست، ياسر
عنوان :
شبيه سازي انجماد در حوضچهي مذاب فرآيند روكش كاري ليزري فلز خالص با استفاده از روش ميدان فازي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
چهارده، ۷۰ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مهدي جوانبخت بروجني
استاد مشاور :
احسان فروزمهر
توصيفگر ها :
فرآيند روكشكاري ليزري , روش ميدان فازي , انجماد , حوضچه مذاب , روش اجزا محدود
استاد داور :
مهدي سلماني تهراني، مصطفي جمشيديان
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/07/08
چكيده فارسي :
چكيده از ميان پديدههاي مختلفي كه در فرآيند روكشكاري ليزري رخ ميدهد انجماد حوضچه مذاب از ديرباز مورد توجه محققان قرار داشته است ولي برخالف ظرفيتهاي فراوان و پي شرفتهاي گستردهاي كه در اين حوزه صورت گرفته مدل سازي سيرتكامل ميكروساختار و همچنين تطابق وارتباط آن با پارامترهاي ماكروساكوپيك فرآيند بهطور كامل مورد بررساي قرار نگرفته اسات در اين پژوهش پديدهي ا ا انجماد در حوضچهي مذاب ايجاد شده در فرآيند روكشكاري ليزري شبيه سازي شده است روش مورد استفاده روشي چندمقياسي و بر پايهي روش ميدان فاز بنا ميشااود در شاابيهسااازيهاي عددي از روش اجزاي محدود براي حل معادالت بهكمك نرمافزار كامسااول مولتيفيزيك ا ستفاده شده ا ست در گام نخ ست حركت ليزر بر روي ب ستر شبيه سازي و جرم افزاي شي درون مدل لحاظ گرديده ا ست بدين صاااورت كه همراه با حركت ليزر المان هاي ماكروي جرم افزودني بر طبق الگوي مشاااخص پز از هر گام زماني فعال گرديده و شكل و هندسهي حوضچهي مذاب و همچنين توزيع ميدان دمايي در طي فرآيند محاسبه شده و سپز در ادامه با در اختيار داشتن توزيع ميدان دمايي در اطراف فصلمشترك جامد مذاب مسالهي انجماد براي رژيمهاي مختلف انجماد نظير انجماد هممحور و ستوني تحت فرآيند مادون تبريد در داخل ميكروالمانهاي موجود در ناحيهي فصااال مشاااترك حرارتي و به كمك روش ميدان فاز براي فلز خالص نيكل بررساااي گشاااته اسااات معادالت و فرآيند عددي از طريق توليد چندين نوع ميكروسااااختار و سااارعت هاي مشاااابه با نتاي مراجع صحتسنجي گشتهاند در اين تحقيق اثر پارامترهاي مهمي مانند ضريب مادون تبريد ضخامت فصل مشترك جامد مذاب و توان ليزر در روند تكاملي ميكروسااااختار و همچنين گراديان گرمايي و نيز سااارعت نوك جبههي انجماد و سااارعت ميانگين در عمقهاي مختلف حوضچه مذاب بررسي شده است كلمات كليدي 1 فرآيند روكشكاري ليزري 2 روش ميدان فازي 3 انجماد 4 حوضچه مذاب 5 روش اجزا محدود
چكيده انگليسي :
Simulation of solidification of molten pool in laser cladding process of pure metal using phase field method Yaser Rafigh doust y rafigh@me iut ac ir Date of Submission 2018 06 13 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Mahdi Javanbakht javanbakht@cc iut ac irAbstract Among the various phenomena involved in laser cladding the solidification of molten pool has been ofa great interest for years Despite the remarkable advances and big potentials in this area the modeling ofmicrostructure evolution and its coupling to macroscopic parameters have not been properly studied In thepresent work the solidification of molten pool in laser cladding process is studied using a multiscale modelingbased on the phase field method The finite element method and the COMSOL code are used to solve thesystem of equations First the laser scanning on the substrate is simulated and the mass addition is consideredsuch that the predefined microelements of the additive mass are activated along with the laser motion basedon a specific pattern Simultaneously the shape and geometry of the molten pool and the temperature fieldare calculated Next different types of solidification behaviors such as equiaxed and columnar for pure nickelare studied in the microelements inside the solid melt interface using the phase field method Numericalprocedure is verified based on different microstructures and solid melt interface velocity compared with thoseof previous studies Also the effect of key parameters on solidification such as undercooling solid meltinterface width and velocity laser power thermal gradient and solidification average velocity for differentdepths is investigated Keywords Laser cladding process phase field method solidification molten pool finite elementsimulation
استاد راهنما :
مهدي جوانبخت بروجني
استاد مشاور :
احسان فروزمهر
استاد داور :
مهدي سلماني تهراني، مصطفي جمشيديان
