Hareketli ısı kaynağına bağlı olarak levhada meydana gelensıcaklık dağılımının incelenmesi

Abstract

Kaynak, taşlama, delme gibi birçok mühendislik uygulamasında hareketli ısı kaynağı ile karşılaşılmaktadır. Isı kaynağının hareketli olması malzeme içerisinde zaman bağımlı ısı iletimi problemine neden olmaktadır. Sıcaklık dağılımı sonucu malzeme içerisinde ısıl gerilmeler ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle malzeme içerisindeki sıcaklık dağılımının bilinmesi önemlidir. Bu çalışmada doğrusal hareketli ısı kaynağına bağlı olarak bir levhada zamana bağlı olarak meydana gelen sıcaklık dağılımı sayısal olarak incelenmiştir. Kartezyen koordinat sistemindeki üç boyutlu ısı yayılım denkleminin çözümünde ANSYS paket program kullanılmıştır. Değişik ısı kaynağı şiddeti, değişik kaynak ilerleme hızı ve değişik kaynak yarıçapının levhada oluşan sıcaklık dağılımına etkileri araştırılmıştır. Kaynak şiddetinin (ısı akısının) artması, kaynak çapının küçülmesi ve kaynak ilerleme hızının azalması ile levhada meydana gelen maksimum sıcaklığın arttığı görülmüştür.

In many engineering applications such as welding, grinding and drilling, moving heat sources are experienced. If the heat sources is moving, a unsteady heat conduction problem in the material occurs. As a result of temperature distribution, thermal stresses occur in the material. Therefore, it is important to know the temperature distribution in the material. In this study, the unsteady temperature distribution in a plate due to moving heat source is investigated numerically. ANSYS package program was used to solve the three dimensional heat diffusion equation in the Cartesian coordinate system. In this study the effects of welding intensity (heat flux), welding velocity, welding radius on the temperature distribution in the plate is investigated. It is observed that the maximum temperature of the plate increases with the increasing welding intensity, decreasing the welding diameter and decreasing the welding velocity.