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Thermo-Mechanical Process-Induced Residual Stresses and Deformation Analysis During Manufacturing of Hull Structure

Tensiones residuales termo mecánicas inducidas por el proceso y análisis de deformación durante la fabricación de la estructura del casco

Tensões residuais induzidas pelo processo termo-mecânico e análise de deformação durante a fabricação da estrutura do casco

dc.creatorAhmed, Saad
dc.creatorAsif, Muhammad
dc.creatorAli Zaidi, Asad
dc.date2024-12-13
dc.date.accessioned2025-01-21T17:25:02Z
dc.date.available2025-01-21T17:25:02Z
dc.identifierhttp://revistas.um.edu.uy/index.php/ingenieria/article/view/1417
dc.identifier10.36561/ING.27.7
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.12806/2678
dc.descriptionHull structures such as stiffened plates and thin panels are the building blocks of ship structures, and therefore understanding their manufacturing process is of utmost importance. The welding process has been widely used to join stiffeners, stringers, and girders onto the plate. The thermo-mechanical loading and constraints during the welding process generally induced deformations and residual stresses. A deep understanding of the process parameters during thermo-mechanical processing is required to control the process-induced deformation. Therefore, this study aims to investigate the deformation and thermal stress generation in hull structures (panels/stiffened plates) during thermo-mechanical processes such as welding. A finite element modeling approach was proposed while incorporating the thermal and nonlinear thermo-elastic-plastic material behavior. The thin panels with different geometrical configurations and boundary conditions were simulated using steady state and transient heat-transfer-stress deformations analysis to simulate real-life scenarios. Both modeling approaches give a useful insight into understanding the complex nature of deformation and built-up residual stresses. However, the transient heat transfer-stress deformation analysis results were found in a reasonably good agreement with experimental data.en-US
dc.descriptionLas estructuras de casco, como las placas rígidas y los paneles delgados, son los componentes básicos de las estructuras de barco y, por lo tanto, comprender su proceso de fabricación es de suma importancia. El proceso de soldadura se ha utilizado ampliamente para unirse a los rígidos, largueros y vigas en la placa. La carga y restricciones termo mecánicas durante el proceso de soldadura generalmente indujeron deformaciones y tensiones residuales. Se requiere una comprensión profunda de los parámetros del proceso durante el procesamiento termo-mecánico para controlar la deformación inducida por el proceso. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo investigar la generación de deformación y estrés térmico en estructuras de casco (paneles/placas rígidas) durante los procesos termo-mecánicos como la soldadura. Se propuso un enfoque de modelado de elementos finitos al incorporar el comportamiento de material térmico y no lineal de plástico termoelástico. Los paneles delgados con diferentes configuraciones geométricas y condiciones de contorno se simularon utilizando un análisis de deformaciones de estrés por calor de calor transitorio y transitorio para simular escenarios de la vida real. Ambos enfoques de modelado brindan una visión útil de comprender la naturaleza compleja de la deformación y las tensiones residuales acumuladas. Sin embargo, los resultados del análisis de deformación de transferencia de calor transitorio de calor se encontraron en un acuerdo razonablemente bueno con los datos experimentales.es-ES
dc.descriptionEstruturas de casco, como placas rígidas e painéis finos, são os blocos de construção das estruturas de navios e, portanto, entender seu processo de fabricação é de extrema importância. O processo de soldagem tem sido amplamente utilizado para unir reforços, longarinas e vigas no prato. A carga termo-mecânica e as restrições durante o processo de soldagem geralmente induziam deformações e tensões residuais. É necessário um profundo entendimento dos parâmetros do processo durante o processamento termo-mecânico para controlar a deformação induzida pelo processo. Portanto, este estudo tem como objetivo investigar a deformação e a geração de tensão térmica em estruturas de casco (painéis/placas rígidas) durante processos termo-mecânicos, como soldagem. Uma abordagem de modelagem de elementos finitos foi proposta ao incorporar o comportamento do material termoelástico-elástico térmico e não linear. Os painéis finos com diferentes configurações geométricas e condições de contorno foram simuladas usando análise de deformações de estresse de transferência de transferência transitória para simular cenários da vida real. Ambas as abordagens de modelagem fornecem uma visão útil sobre a compreensão da natureza complexa da deformação e das tensões residuais construídas. No entanto, os resultados da análise de deformação transitória por transferência de calor de transferência de calor foram encontrados em uma concordância razoavelmente boa com dados experimentais.pt-BR
dc.formatapplication/pdf
dc.formattext/html
dc.languagespa
dc.publisherUniversidad de Montevideoes-ES
dc.relationhttp://revistas.um.edu.uy/index.php/ingenieria/article/view/1417/1800
dc.relationhttp://revistas.um.edu.uy/index.php/ingenieria/article/view/1417/1801
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0es-ES
dc.sourceMemoria Investigaciones en Ingeniería; No. 27 (2024); 91-109en-US
dc.sourceMemoria Investigaciones en Ingeniería; Núm. 27 (2024); 91-109es-ES
dc.sourceMemoria Investigaciones en Ingenieria; n. 27 (2024); 91-109pt-BR
dc.source2301-1106
dc.source2301-1092
dc.source10.36561/ING.27
dc.subjectEstructura del cascoes-ES
dc.subjectDeformaciones de soldaduraes-ES
dc.subjectAnálisis de elementos finitoses-ES
dc.subjectTensiones residualeses-ES
dc.subjectTransferencia de calor transitorioes-ES
dc.subjectHull structureen-US
dc.subjectWelding deformationsen-US
dc.subjectFinite element analysisen-US
dc.subjectResidual stressesen-US
dc.subjectTransient heat transferen-US
dc.subjectEstrutura do cascopt-BR
dc.subjectDeformações de soldagempt-BR
dc.subjectAnálise de elementos finitospt-BR
dc.subjectTensões residuaispt-BR
dc.subjectTransferência transitória de calorpt-BR
dc.titleThermo-Mechanical Process-Induced Residual Stresses and Deformation Analysis During Manufacturing of Hull Structureen-US
dc.titleTensiones residuales termo mecánicas inducidas por el proceso y análisis de deformación durante la fabricación de la estructura del cascoes-ES
dc.titleTensões residuais induzidas pelo processo termo-mecânico e análise de deformação durante a fabricação da estrutura do cascopt-BR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/article
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.typePeer reviewed articlesen-US
dc.typeArtículos evaluados por pareses-ES
dc.typeArtigos revistos por parespt-BR

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