تحلیل تنش در اتصالات جوشی یک خشک‌کن صنعتی ناشی از بارگذاری ضربه‌ای

در این پژوهش، مساله جدایش اتصال جوشی پروازنده‌های یک خشک‌کن‌ صنعتی تحت بارگذاری ضربه‌ای مورد بررسی قرار می‌گیرد. وظیفه پروازنده‌ها پخش یکنواخت محصول درون سیستم و جلوگیری از تماس فوری محصول مرطوب با سطح خارجی لوله‌های بخار است. علاوه براین، برای جدایش محصول چسبیده به بدنه داخلی از ضربه چکش‌های ثقلی بر روی بدنه خارجی استفاده می‌گردد. بررسی‌های به عمل آمده حاکی از آن است که ضربات مکرر چکش بر روی بدنه سیستم موجب خرابی اتصال جوش‌های نگهدارنده پروازنده به پوسته داخلی و در نهایت جدایش کامل آنها خواهد شد. با فرض اینکه چکش با سرعت اولیه مشخص به سطح خارجی سیستم برخورد می‌کند، مدل اجزای محدود مساله به کمک نرم‌افزار تجاری آباکوس تهیه می‌شود. نتایج اولیه حاکی از آن است که ضربات چکش موجب تولید تمرکز تنش و تغییر شکل پلاستیک قابل توجه در ریشه اتصال جوش‌های پروازنده می‌گردد. به منظور پیشگیری از پدیده خرابی اتصال راهکارهای مختلفی پیشنهاد شده است از جمله: تغییر مکان اتصال جوشی، تقویت اتصال به کمک نبشی، تغییر ضخامت و جنس صفحه جاذب. بر اساس نتایج به دست آمده، تغییر موضع خط جوش به سمت ابتدای پروازنده و استفاده از نبشی تقویت کننده می‌توانند به ترتیب حدود %18 و %43 ماکزیمم تنش ون‌مایسز را کاهش دهند. علاوه بر این، کاربرد یک صفحه جاذب دو لایه می‌تواند مقدار تمرکز تنش در ریشه اتصال جوشی را به میزان %80 کاهش دهد.

impact stress analysis for the welding joint in a rotary dryer

this paper discusses the failure phenomenon of the welding joint for the flight bars in a rotary dryer under impact loading. the flight bars are utilized to provide a curtain of particles and to avoid direct cohesion of the production to the steam tubes. in addition, some gravitational hammers knock off the shell’s outer skin to fall off the product buildup on the shell’s inner surface. the condition monitoring has revealed that periodic impacts of hammers on the outer skin will result in welding joint failure between the flight bars and the shell followed by a complete detachment. assuming that the hammer impacts the shell by a constant rotational speed, finite element software is employed to simulate the mentioned problem. according to the results, severe stress concentration and plastic deformation arise around the roots of welding joints. to prevent joint failure, different mechanisms are proposed such as relocation of the welding joints, employment of the stiffening angles, and an increase in the thickness of the absorbing pad. the outcome of the current study showed that relocation of the welding joint toward the flight bar end and the application of a stiffening angle can decrease the maximum von mises stress by a factor of 18% and 43%, respectively. moreover, using a composite absorbing pad will decrease the von mises stress around the welding joint root by about 80%.