KFUPM ePrints

DESIGN AND ANALYSIS OF A FRICTION STIR WELDING MACHINE FOR TUBE TO TUBE-SHEET WELDING APPLICATION

l DESIGN AND ANALYSIS OF A FRICTION STIR WELDING MACHINE FOR TUBE TO TUBE-SHEET WELDING APPLICATION. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF (Masters Thesis) - Accepted Version
Restricted to Abstract Only until 31 May 2019.

9Mb

Arabic Abstract

تم تصميم الة لحام تعمل على مبدأ الاحتكاك و التدوير لتطبيق لحام الانابيب بصفائح الانابيب. يقوم هذا التصميم على مبدأ متانة الالة و قدرتها على التنقل. بالاضافة الى ذلك يأخذ بالحسبان قدرتها على لحام الاشكال المطلوبة بالسرعات المرغوبة. كما تم القيام بعدة تحاليل باستخدام طريقة العناصر المحددة بمساعدة المتوفرة في برنامج سوليدوركس. ذلك للتأكد من متانة الالة و قدرتها على التحمل كإيجاد الاجهاد و الازاحات على الالة و هي محملة بقوى ساكنة. تم ايضا ايجاد العمر المفترض للآلة. كما تم تحليل و ايجاد الترددات التي قد تسبب في التجاوب وعدم استقرار الالة . أخيرا تم تحليل حركة قاعدة المغزل بوضع الحركي للتأكد انها تعمل باستقرار ضمن الترددات الطبيعية. يستخدم ايضا نموذج رياضي تم انشائه باستخدام معادلة لاجرانج لايجاد ترددات الالة الطبيعية و حركتها بمساعدة من برنامج ماتلاب

English Abstract

In this work, a design and analysis of a Friction Stir Welding (FSW) machine is performed for tubes to tube-sheet welding applications. The design accounts for machine mobility, ability to perform straight and contour welding, as well as welding precision. The designed machine is then studied in terms of static, dynamic and frequency variations using SOLIDWORKS’ finite element analysis. Static analysis is performed for various loading conditions to investigate the critical stresses and displacements of the machine. The machine life and damage under cyclic loading are inspected for fatigue analysis. Frequency analysis is carried out providing the resonant frequencies and mode shapes. Dynamic analysis is also simulated providing dynamic motion of a point on the machine under cyclic forces/torque and under different frequencies. These studies were performed for two spindle positions while the machine is either plunging or traversing. A mathematical lumped model of the machine is derived using Lagrange’s equation. With the aid of MATLAB software, the natural frequencies as well as the output motion of the machine structure are plotted and compared with those provided by SOLIDWORKS. Very good agreement is found between the two methods of solution.



Item Type:Thesis (Masters)
Subjects:Engineering
Research
Mechanical
Divisions:College Of Engineering Sciences > Mechanical Engineering Dept
Committee Advisor:Bazoune, Abdelaziz
Committee Members:Merah, Nesar and Al-Badour, Fadi
ID Code:140715
Deposited By:MOHAMMEDANAS TUFFAHA (g201310950)
Deposited On:31 May 2018 13:19
Last Modified:31 May 2018 13:19

Repository Staff Only: item control page