Login
 Forum
 
 
Thesis topic proposal
 
Levente Katula
Nagyszilárdságú acélok hegesztésének utólagos mechanikai hatásokkal történő fáradásiszilárdság növelése

THESIS TOPIC PROPOSAL

Institute: Budapest University of Technology and Economics
mechanical engineering
Géza Pattantyús-Ábrahám Doctoral School of Mechanical Engineering

Thesis supervisor: Levente Katula
Location of studies (in Hungarian): Anyagtudomány és Technológia Tanszék, MT épület 060/B
Abbreviation of location of studies: ATT


Description of the research topic:

a.) Előzmények
Az új, kiemelten nagyszilárdságú acélok (pl. S960) alkalmazásával a szerkezeti méretek jelentősen csökkenthetők. Ugyanakkor sok esetben a szilárdságilag indokoltnál nagyobb, bonyolultabb kialakítást alkalmazunk, mert a fellépő fáradási igénybevételeknek a keresztmetszet, vagy a csomópont nem felel meg. Fáradási szempontból kiemelten veszélyeztetettek a varratkapcsolatok. Ennek okai a varratok geometriai kialakításából adódó feszültséggyűjtő jelleg, illetve a gyártásukhoz szükséges hőfolyamat által okozott sajátfeszültségek.
b.) A kutatás célja
 Tipikus varratkialakításokon végzett 1:1 méretarányú fárasztó kísérletekkel és azokon végzett mérésekkel megvizsgálni az iparban alkalmazott utólagos varratfeszültségmentesítő eljárások hatását.
 Paramétervizsgálat végeselemes szimulációval.
 Méretezési módszer kidolgozása a kísérletekben kimért hatások figyelembevételéhez.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye
A doktorandusz hallgatónak tanulmányoznia kell a hegesztési varratokban a hőfolyamat során kialakuló sajátfeszültségeket és azok utólagos, mechanikai hatásokkal történő, módosításának lehetőségeit. Vizsgálatokat kell végeznie, milyen mértékben változik meg a varrat sajátfeszültségi állapota, illetve a fáradási viselkedése a mechanikai hatás függvényében. Végeselemes modellt kell kidolgoznia, amellyel az utólagos szilárdságnövelő beavatkozás hatása modellezhető és számítható. A modellt validálnia kell hegesztett kötéseken végzett kísérleti eredmények felhasználásával. A feladat a 4 éves képzés alatt teljesíthető.
A kutatási munka fontosabb elemei éves bontásban:
 1. év: Áttekintő irodalmi összefoglalás készítése a témában végzett kísérletekről és azok eredményeiről. A szakirodalmi ismeretekre támaszkodva, azokat kiegészítő és eredményiken túlmutató a.) anyagminőség; b.) kötéstechnológia; c.) felhasználási terület kijelölésével a próbatestek és a kísérleti terv kidolgozása. A kísérleteket támogató végeselemes modell felépítése. Végeselemes paramétervizsgálat annak tisztázására, milyen módon modellezhető az utólagos mechanikai hatásokkal történő fáradásiszilárdság növelés.
 2. év: Az első évben meghatározott kísérleti program végrehajtása és a mérési eredmények kiértékelése. A kísérleti eredmények feldolgozása és előkészítése a végeselemes modellek validálásáho. A végeselem modell fejlesztése és a szükséges modellezési szint meghatározása.
 3. év: A modellek validálása. Virtuális kísérletek végrehajtás a validált modellekkel. Paramétervizsgálatok elvégzése, melyek által az utólagos mechanikai hatásokkal történő fáradásiszilárdság növelés folyamata és hatása jobban érthetővé válik. A részeredmények publikálása.
 4. év: A kísérleti eredmények elméleti magyarázata, igazolása. Az eredmények összefoglalása, publikálása. A validált végeselemes modellezés eredményeiből származó tendenciák és összefüggések publikálása. A PhD dolgozat elkészítése.
d.) A szükséges berendezések
 Ívhegesztő berendezés
 Varratalak utólagos mechanikai megmunkálásra alkalmas eszköz
 Fárasztó berendezés
 Számítógép
e.) Várható tudományos eredmények
A kiemelten nagyszilárdságú acélok varratkötéseiben ébredő sajátfeszültségek pontosabb megismerése és leírása. A fáradási szempontból lényeges varratalak és sajátfeszültségi állapot utólagos módosításának hatásának megértése és leírása. Olyan végeselemes modell kidolgozása, mellyel a hegesztések utólagos mechanikai hatásokkal történő fáradásiszilárdság növelése számítható. A modell segítségével az utólagos szilárdságnövelő beavatkozás szükséges mértéke és módja meghatározható.
f.) Irodalom
 Katula Levente, Dunai László, Hegesztéstechnológiai kutatás-fejlesztés, avagy a WeldImprove projekt bemutatása, MAGÉSZ ACÉLSZERKEZETEK XII:(4) pp. 41-45. (2015)
 Katula Levente, Aguilár Gabriella, Hegesztési folyamat numerikus modellezése I, MAGÉSZ ACÉLSZERKEZETEK 12:(4) pp. 46-55. (2015)
 Katula Levente, Aguilár Gabriella, Hegesztési folyamat numerikus modellezése II, MAGÉSZ ACÉLSZERKEZETEK 12:(4) pp. 56-66. (2015)
 Katula Levente, Kovács László, Gyímesi Ferenc, Szigethy András, Borbély Venczel, Hegesztési maradó feszültségek kísérleti vizsgálata, MAGÉSZ ACÉLSZERKEZETEK 12:(4) pp. 67-75. (2015)

Number of students who can be accepted: 1

Deadline for application: 2021-03-23


2020. X. 20.
ODT online ülés
Az ODT következő, online ülésére 2020. november 6-án 10.00 órakor kerül sor.

 
All rights reserved © 2007, Hungarian Doctoral Council. Doctoral Council registration number at commissioner for data protection: 02003/0001. Program version: 2.2358 ( 2017. X. 31. )