A Study on the Two Dimensional Unstationary Heat Conduction during the Welding on Thin Plate by F.E.M.

유한요소법(有限要素法)에 의한 박판용접(薄板熔接)의 2차원비정상열전도(次元非正常熱傳導) 해석(解析)

For constructing the steel structures of ship and automobiles etc, thin plate welding has been extensively used in recent years. However. the welding of plate produces welding deformation and residual stress which sometimes extremely harm to the safty of structure in the course of construction and operation. Therefore, in order to accurately prediet the welding deformation and residual stress, it is important to exactly analyze the distribution of temperature during welding in thin plate and take into account the moving effect of the heat source. In this paper, two dimensional unstationary heat conduction problemes of thin plate are formulated using an isoparametric finite element. After the development of the computer program, this method is applied to some specimens, and the analyzed results are compared with the experimental ones to confirm the usefulness of this method.

박판용접은 선박, 자동차 등의 강(steel) 구조물의 제작시 폭넓게 사용되어지고 있다. 그러나 박판용접시 발생되어지는 열변형 및 용접잔류응력은 구조물 제작중은 물론 가동시에도 그 안전성을 해치는 경우가 있다. 따라서 용접잔류응력 및 열변형을 정확하게 예측하기 위하여 열원이동의 효과를 고려한 박판의 온도 분포특성을 정확하게 해석하는 것이 중요하다. 본 논문에서는, 박판의 2차원 비정상 열전도 문제를 아이소파라메트릭 요소를 이용하여 정식화하였으며, 동시에 유한요소법의 컴퓨터 프로그램을 개발하였으며, 그 타당성을 검증하기 위하여 본 해석 결과와 실험식과 비교 검토하였으며 또한 그 효용성을 증명하였다.