Analysis of thermal stresses at geometrical concentration points

Abstract

GEOMETRİK KONSANTRASYON BÖLGELERİNDEKİ TERMAL GERİLMELERİN ANALİZİ Hizmet ömrünün önemli bir tasarım problemi olduğu pek çok endüstriyel uygulamada farklı malzemelerin kaynak edilmesi ile oluşmuş yapıların üretimi geniş yer tutmaktadır. Bu çalışmada iki farklı malzemenin birleşim çizgisi yakınında termal gerilmelerin dağılımı aynı bölgede eliptik bir boşluğun var olduğu ve olmadığı durumlar için ayrı ayrı incelenmiştir. Sonuçların gösterdiği gibi maksimum gerilme değeri boşluğun ekseninin 45 derecelik birleşim çizgisine dik uzandığı durumda görülmektedir. Aynı şekilde boşluk ekseni 90 derecelik birleşim çizgisine saatin tersi yönünde 45 derecelik bir açı yaptığında da başka bir maksimum gerilme değeri görülmektedir. Dikkate değer başka bir nokta ise boşluğun tepe noktasındaki çevresel gerilim değerinin boşluğun tepe noktası birleşim çizgisinin öbür tarafına geçirildiğinde önemli ölçüde düşmesi ve yine bu gerilim değerinin boşluğun tepe yarıçapı boşluk neredeyse bir çatlağa dönüşene kadar azaltıldığında büyük ölçüde yükselmesidir.ANALYSIS OF THERMAL STRESSES AT GEOMETRICAL CONCENTRATION POINTS Manufacturing of welded structures with different materials is widely employed in industrial applications where the service life is an important design consideration. In this research, thermal stress distribution near a joining line of two dissimilar materials, both with and without a cavity, is investigated. As the results depict, a maximum of stress magnitude is encountered when the axis of a cavity is normal to a 45-degree joining line while the cavity whose axis makes an angle of 45 degrees counter-clockwise to the 90-degree joining line gives another maximum. Also worth interest is that the circumferential stress at the cavity tip decreases dramatically when the cavity tip crosses over to the other side of the joining line and the same stress increases greatly when the cavity-tip radius is decreased so that it is almost a crack.