Numerična analiza vpliva tlačne obremenitve na nastali martenzit pri laserskem kovanju

Mubi, Špela (author), Halilovič, Miroslav (mentor)

Znano je, da je količina nastalega martenzita pri laserskem kovanju nerjavnih avstenitih jeklih zelo majhna, vendar ni znano, ali to velja za različne oblike krajevne porazdelitve udarne motnje, ki je posledica laserskega žarka. V nalogi so analizirane Gaussova, frontalna in obročasta porazdelitev udarne motnje in njihov vpliv na delež nastalega martenzita. Na podlagi simulacij smo v programskem okolju Abaqus izvedli analize laserskega kovanja za izračun deleža martenzita za izbrane oblike tlačne udarne motnje. Pri določitvi deleža martenzita smo sloneli na Hugoniotovi teoriji, na podlagi katere smo predpostavili, da je deformacijsko stanje v preizkušancu tekom obremenjevanja večinoma enoosno. Izračuni v simulacijah so pokazali, da predpostavljena teorija pretežno velja za vse predpostavljene porazdelitve udarne motnje. Manjša odstopanja se pojavijo na robovih frontalne udarne motnje, kjer se izkaže, da predpostavljena teorija ne velja. Pri Gaussovi in obročasti krajevni porazdelitvi udarne motnje Hugenoitova teorija večinoma drži, razen v primeru, ko je porazdelitev zelo ozka ali pa ko prihaja do interference udarnih valov.

• Language: Slovenian
• Keywords: lasersko kovanje, martenzit, Hugoniotova teorija, metoda končnih elementov, udarna motnja, numerične simulacije
• Work type: Final paper
• Typology: 2.11 - Undergraduate Thesis
• Organization: FS - Faculty of Mechanical Engineering
• Place of publishing: Ljubljana
• Publisher: [Š. Mubi]
• Year: 2020
• Number of pages: XII, 30 f.
• PID: 20.500.12556/RUL-119174
• UDC: 621.73:621.9.048.7:519.61(043.2)
• COBISS.SI-ID: 28035331
• Publication date in RUL: 04.09.2020

Secondary language

• Language: English
• Title: Numerical analysis of pressure strain impact on martenzite formation in laser shock peening

Abstract

During a laser shock peening process of stainless steels only a small amount of martensite content is formed. However it has yet to be discovered whether that is valid for different types of a loading profile as a consequence of laser beam. This thesis analyses the Gaussian, frontal and ringed distribution of shock loading and their impact on martensite content. We conducted an analysis of laser shock peening for the individual type of pressure loading in Abaqus. The simulation results show that the Hugoniot theory generally applies to all presumed distributions. Small deviations are present on the edges of frontal distribution, where the Hugonoit theory does not apply. The Hugoniot theory generally applies to the Gaussian and ringed distributions, except when the distribution is very narrow or when the shock waves interfere with each other.

• Keywords: laser shock peening, martensite, Hugoniot theory, finite element method, shock loading, numerical simulations