[논문]A unified momentum equation approach for computing thermal residual stresses during melting and solidification

Yeo, Haram; Ki, Hyungson

doi:10.1016/j.cpc.2017.10.013

A unified momentum equation approach for computing thermal residual stresses during melting and solidification

Computer physics communications, v.224, 2018년, pp.230 - 244

Yeo, Haram (Corresponding author.) , Ki, Hyungson

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Abstract In this article, we present a novel numerical method for computing thermal residual stresses from a viewpoint of fluid–structure interaction (FSI). In a thermal processing of a material, residual stresses are developed as the material undergoes melting and solidification, and liquid, solid, and a mixture of liquid and solid (or mushy state) coexist and interact with each other during the process. In order to accurately account for the stress development during phase changes, we derived a unified momentum equation from the momentum equations of incompressible fluids and elastoplastic solids. In this approach, the whole fluid–structure system is treated as a single continuum, and the interaction between fluid and solid phases across the mushy zone is naturally taken into account in a monolithic way. For thermal analysis, an enthalpy-based method was employed. As a numerical example, a two-dimensional laser heating problem was considered, where a carbon steel sheet was heated by a Gaussian laser beam. Momentum and energy equations were discretized on a uniform Cartesian grid in a finite volume framework, and temperature-dependent material properties were used. The austenite–martensite phase transformation of carbon steel was also considered. In this study, the effects of solid strains, fluid flow, mushy zone size, and laser heating time on residual stress formation were investigated.

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참고문헌 (24)

ASME J. Heat Transf. Han 127 1005 2005 10.1115/1.2005275

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Computational Plasticity XIII: Fundamentals and Applications Sallem 771 2015
Comput. Mater. Sci. Yang 69 396 2013 10.1016/j.commatsci.2012.11.024

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Int. J. Adv. Manuf. Technol. Kong 68 2419 2013 10.1007/s00170-013-4859-3

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Int. J. Adv. Manuf. Technol. Ameli 33 7 2006 10.1007/s00170-006-0453-2

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Sci. Technol. Adv. Mater. Liu 2 157 2001 10.1016/S1468-6996(01)00041-9

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Mater. Sci. Eng. A Ludwig 413-414 174 2005 10.1016/j.msea.2005.09.087

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Mater. Des. Deng 30 359 2009 10.1016/j.matdes.2008.04.052

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Eng. Struct. Lee 103 63 2015 10.1016/j.engstruct.2015.09.001

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J. Appl. Mech. Richard Zhang 71 321 2004 10.1115/1.1753268

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Mater. Sci. Eng. A Sengupta 397 157 2005 10.1016/j.msea.2005.02.011

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Commun. Comput. Phys. Yeo 22 39 2017 10.4208/cicp.OA-2016-0035

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Int. J. Theoret. Appl. Multiscale Mech. Gattu 1 118 2009 10.1504/IJTAMM.2009.029209
N.E. Dowling, Pearson, Boston, MA, 2012.
Comput. Struct. Lee 89 256 2011 10.1016/j.compstruc.2010.10.005

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J. Strain Anal. Eng. Des. Yaghi 43 275 2008 10.1243/03093247JSA372

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Acta Metall. Koistinen 7 59 1959 10.1016/0001-6160(59)90170-1

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J.C. Simo, T.J.R. Hughes, Springer, Berlin Heidelberg New York, 1998.
Metall. Trans. B Swaminathan 23 651 1992 10.1007/BF02649725

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Patankar 1980 Numerical Heat Transfer and Fluid Flow
J. Comput. Phys. Sussman 114 146 1994 10.1006/jcph.1994.1155

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J. Comput. Phys. Aslam 193 349 2004 10.1016/j.jcp.2003.08.001

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Metall. Mater. Trans. A Ki 33 1817 2002 10.1007/s11661-002-0190-6

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Mater. Sci. Eng. A Taljat 246 45 1998 10.1016/S0921-5093(97)00729-6

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