Modélisation par la méthode des éléments finis des distorsion dues au soudage d'un joint en T

Dans ce memoire, il s'agit de la modelisation du soudage d'un joint en T par la méthode des elements finis. Le but du modele est de prevoir les deformations et les contraintes residuelles associees au soudage des plaques. Le modele peut s'adapter pour ameliorer le procede du soudage en variant les parametres en jeu tels que la geometric du chanfrein, I'intensite du courant, le depot simultane des deux cordons, la vitesse de la torche, etc. L'experimentation est faite sur deux plaques de 3/8 pouce d'epaisseur (9.5 mm) et de 10 pouces de longueur (254 mm). La largeur de la premiere plaque est de 10 pouces(254 mm) et celle de la deuxieme est de 6 pouces (152.4 mm), celle-ci est soudee perpendiculairement au centre de la premiere. La deuxieme plaque est faite avec un chanfrein de preparation de 'A pouce (6.35 mm) de hauteur et faisant un angle de 30 degres de chaque cote. Pour avoir les parametres de soudage les plus precis possibles, le robot SCOMPI^ est utilisé pour la realisation des essais. Les parametres du soudage sont de 26,9 Volts, 220 Amperes et une vitesse d'avancement de 5 mm/seconde. L'efficacite du procede est estimee a 77 %. La simulation sert a predire numeriquement les temperatures, contraintes et déformations lors du soudage. La demarche de la modelisation est divisee en deux parties : la simulation thermique et la simulation structural. La methode « birth and death » est utilisee pour la simulation du depot du metal d'apport, et le modele du double ellipsoide propose par Goldak, Chakravati et Bibby est utilisé pour I'apport de la chaleur. Durant la simulation du depot du metal d'apport, une relation entre I'incrementation du temps et la taille des elements est faite. L'analyse transitoire est faite en fonction de la position de la torche plutot qu'en fonction du temps. Les resultats thermiques de la simulation se comparent bien a ceux de I'experimentation. Une difference maximale de 1,5% a ete observee avec des temperatures comparables. Ces temperatures sont obtenues de thermocouples colles sur la plaque horizontale (THi). Les proprietes non lineaires du materiau en fonclion de la temperature sont utilisees. Aussi, il y a une presentation d'une nouvelle fa^on pour le calcul du coefficient combine (radiation-convection) de perte de chaleur en fonction de la temperature. Les ecarts structuraux varient de 6.6 % pour la contrainte principale et jusqu'a 32.9 % pour le deplacement du cote de la deuxieme passe. L'écart sur les deplacements est surtout lié a l'incertitude de la rigidite du gabarit. Le modele numerique reflete bien la realite. La facilite de varier ces parametres geometriques. thermiques et structuraux le rend flexible pour simuler plusieurs soudages de joints similaires. Une amelioration du controle des conditions frontieres et d'autres de modeles de source de chaleur sera utile pour des travaux futurs.

Level thesis:degree_level

masters

Grantor dc:publisher

École de technologie supérieure

Year dc:date

2007

Author dc:creator

• Kassab, Rabih Kamal

• contrainte, deformation, distorsion, element, fini, joint, methode, modele, modelisation, plaque, residuel, simulation, soudage

Language dc:language

fr

Identifier

INSERT-YOUR-LIBRARY-ID-HERE231

OAI record oai:identifier

https://espace.etsmtl.ca/cgi/oai2?verb=GetRecord&metadataPrefix=oai_etdms&identifier=oai%3Aespace.etsmtl.ca%3A231