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https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/845772
Registro completo de metadados
Campo DC | Valor | Idioma |
---|---|---|
dc.contributor.advisor | Magalhães, Elisan dos Santos | pt_BR |
dc.contributor.author | Azevedo, Arthur Mendonça de | - |
dc.date.accessioned | 2023-01-19T13:58:08Z | - |
dc.date.available | 2023-01-19T13:58:08Z | - |
dc.date.issued | 2021 | - |
dc.identifier.uri | https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/845772 | - |
dc.description | Este trabalho apresenta um modelo numérico para a análise térmica do processo de soldagem a LASER. O modelo matemático baseou-se na equação da difusão de calor tridimensional transiente não linear com a função de entalpia. Associados a esse modelo, foram considerados, como condiç̃ões de contorno, os efeitos de transferência de calor por convecção natural e radiação, além de fenômenos físicos presentes no processo de soldagem analisado. Para a representação do fluxo de calor proveniente da tocha de solda a LASER, tomou-se como base a distribuição cônica tridimensional, com a finalidade de se obter melhor representação do formato do cordão de solda. A solução do modelo matemático por sua vez, foi baseada no método dos volumes finitos. A sua aplicação é justificada por resultar em equações aproximadas obtidas por meio de balanços de conservação da energia no volume elementar. Esse modelo numérico foi organizado em rotinas de programação desenvolvidas em linguagem CUDA-C, que possibilitaram a execução das simulações numéricas em uma GPU GeForce GTX 1660 Ti da NVIDIA®. Com a sua utiliza ̧c ̃ao, constatou-se considerável diminuição do tempo computacional, dada a paralelização das rotinas de execução do solver SOR. Para a validação do modelo numérico proposto, foi realizada a análise térmica de um experimento do processo de soldagem a LASER de baixa penetra ̧c ̃ao. A partir dos resultados obtidos, observou-se boa concordância entre o modelo proposto e o experimento. Além disso, as simulações realizadas permitiram a previsão do perfil do cordão de solda, apresentando baixos desvios para a sua largura e penetração, obtidos numericamente e experimentalmente. Por fim, com o modelo numérico, foi possível constatar a importância em considerar a variação, com a temperatura, da condutividade térmica e do calor específico a pressão constante. | pt_BR |
dc.description.abstract | This work presents a numerical model to LASER welding process thermal analysis. The mathematical model based in the nonlinear transient three-dimensional heat diffusion equation. Associated with this model, the heat transfer effects by natural convection and radiation, physical phenomena present in the analyzed welding process, were considered as boundary conditions. To represent the heat flux from the LASER welding torch, the three-dimensional conical distribution was used, in order to obtain a better representation of the weld bead shape. The mathematics model solution, in turn, was based on the finite volume method. Its application is justified because it results in approximate equations obtained through energy conservation balance in the elementary volume. This numerical model was organized into programming routines developed in CUDA-C language, which enabled the numerical simulations execution on NVIDIA® GTX 1660 Ti GeForce GPU. With its use, there was a considerable computational time reduction, due to the SOR solver execution routines parallelization. For the validation of the proposed numerical model, a low penetration LASER welding process thermal analysis was performed. From the obtained results, there was good agreement between the proposal model and the ex- periment. Furthermore, the simulations allowed the weld bead profile prediction, showing low deviations for its width and penetration obtained numerically and experimentally. Finally, with the numerical model, it was possible to verify the importance of conside- ring the thermal conductivity and the specific heat at constant pressure variation with temperature. | pt_BR |
dc.language.iso | pt_BR | pt_BR |
dc.publisher | Instituto Tecnológico da Aeronáutica (ITA) | pt_BR |
dc.rights | openAccess | pt_BR |
dc.subject | Análise térmica | pt_BR |
dc.subject | Soldagem a laser | pt_BR |
dc.subject | Transferência de calor | pt_BR |
dc.subject | Linguagem CUDA-C | pt_BR |
dc.subject | Modelo numérico | pt_BR |
dc.subject | Cordão de solda | pt_BR |
dc.title | Análise térmica tridimensional do processo de soldagem a LASER por meio de simulação computacional em linguagem CUDA-C | pt_BR |
dc.type | bachelorThesis | pt_BR |
dc.subject.dgpm | Aeronáutica | pt_BR |
Aparece nas coleções: | Aeronáutica: Coleção de Trabalhos de Conclusão de Curso |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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