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标题：Numerical obtaining of the thermal profile during the passage of the heat source in the materials AISI 410, 304L and 430
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作者：Rafael Leandro Fernandes Melo ; Allan da Silva Maia ; Dehon da Rocha Junior 等
期刊名称：Research, Society and Development
电子版ISSN：2525-3409
出版年度：2020
卷号：9
期号：7
页码：1-19
DOI：10.33448/rsd-v9i7.3884
出版社：Grupo de Pesquisa Metodologias em Ensino e Aprendizagem em Ciências
摘要：O método de elementos finitos é uma análise numérica capaz de responder diversos problemas transientes, não lineares da engenharia. O objetivo desse trabalho foi realizar uma pesquisa experimental de análise numérica via elementos finitos, em busca da resposta a um aporte térmico em três materiais inoxidáveis, sendo eles AISI 410, AISI 304L e AISI 430. Para isso foi utilizado o software Ansys ® Academic 2020R1, nele foram modeladas chapas nas dimensões de , com um caminho de passagem da fonte de calor de . Os materiais foram criados com suas propriedades físicas transiente. A fonte de calor adotada foi a Gaussiana, retirada de uma extensão matemática própria para o software . Foram consideradas as perdas de calor por condução na peça, convecção e radiação no ambiente. A construção do perfil de temperatura de cada material foi construída de acordo com a temperatura máxima atingida, temperatura em pontos específicos e máximo fluxo de temperatura. Os dados dos perfis de temperatura dos materiais foram comparados utilizando por análise estatística ANOVA, utilizando o teste de Tukey . Os resultados mostraram a possibilidade de realizar simulação de processos de soldagem com as condições de contorno adotadas, mostraram que não há uma diferença de máxima temperatura entre os três materiais, entretanto existe uma diferença significativa entre os máximos fluxos de temperatura obtidos entre os três matérias, fato justificado pelas suas diferenças de propriedades físicas. Além disso, os dados de perfil térmico permitem análises estruturais dos materiais, bem como predições de caminhos a seguir em ajuste de parâmetros experimentais.↓El método de elementos finitos es un análisis numérico capaz de responder a varios problemas de ingeniería transitorios y no lineales. El objetivo de este trabajo fue llevar a cabo una investigación experimental de análisis numérico a través de elementos finitos, en busca de la respuesta a una entrada térmica en tres materiales inoxidables, a saber, AISI 410, AISI 304L y AISI 430. Para esto, se utilizó el software Ansys® Academic 2020. R1, las placas se modelaron en las dimensiones de 150x200x2 mm, con una trayectoria de paso para la fuente de calor de 180 mm. Los materiales fueron creados con sus propiedades físicas transitorias. La fuente de calor adoptada fue gaussiana, tomada de una extensión matemática para el software. Se consideraron las pérdidas de calor debido a la conducción en la parte, la convección y la radiación en el medio ambiente. La construcción del perfil de temperatura de cada material se construyó de acuerdo con la temperatura máxima alcanzada, la temperatura en puntos específicos y el flujo de temperatura máxima. Los datos de los perfiles de temperatura del material se compararon mediante el análisis estadístico ANOVA, utilizando la prueba de Tukey. Los resultados mostraron la posibilidad de llevar a cabo la simulación de procesos de soldadura con las condiciones de contorno adoptadas, mostraron que no hay diferencia en la temperatura máxima entre los tres materiales, sin embargo, hay una diferencia significativa entre los flujos de temperatura máxima obtenidos entre los tres materiales. hecho justificado por sus diferencias en las propiedades físicas. Además, los datos del perfil térmico permiten el análisis estructural de los materiales, así como las predicciones de los caminos a seguir para ajustar los parámetros experimentales.
其他摘要：The finite element method is a numerical analysis capable of answering several transient, non-linear engineering problems. The objective of this work was to carry out an experimental research of numerical analysis via finite elements, in search of the answer to a thermal input in three stainless materials, namely AISI 410, AISI 304L and AISI 430. For this, the software Ansys® Academic 2020 was used. R1, plates were modeled in the dimensions of 150x200x2 mm, with a passage path for the heat source of 180 mm. The materials were created with their transient physical properties. The heat source adopted was Gaussian, taken from a mathematical extension for the software. Heat losses due to conduction in the part, convection and radiation in the environment were considered. The construction of the temperature profile of each material was built according to the maximum temperature reached, temperature at specific points and maximum temperature flow. The data of the material temperature profiles were compared using ANOVA statistical analysis, using the Tukey test. The results showed the possibility of carrying out simulation of welding processes with the adopted boundary conditions, showed that there is no difference in maximum temperature between the three materials, however there is a significant difference between the maximum temperature flows obtained between the three materials, fact justified by their differences in physical properties. In addition, the thermal profile data allows structural analysis of the materials, as well as predictions of paths to follow in adjusting experimental parameters.
关键词：Elementos finitos;Perfil térmico;Aços inoxidáveis.;Elementos finitos;Perfil térmico;Aceros inoxidables.
其他关键词：Finite elements;Thermal profile;Stainless steels.