BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
NGUYỄN HỒNG THANH
NGHIÊN CỨU TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT DƯ
TRONG LIÊN KẾT HÀN NÚT GIÀN DẠNG ỐNG
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VẬT LIỆU
Hà Nội – 2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
NGUYỄN HỒNG THANH
NGHIÊN CỨU TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT DƯ
TRONG LIÊN KẾT HÀN NÚT GIÀN DẠNG ỐNG
Ngành: KỸ THUẬT VẬT LIỆU
Mã số: 9520309
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VẬT LIỆU
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. Nguyễn Tiến Dương
2. TS. Hà Xuân Hùng
Hà Nội – 2019
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
trình bày trong Luận án này là trung thực và chưa từng ai công bố trong bất cứ công
trình nào khác.
TM. TẬP THỂ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Hà Nội, ngày ...tháng.... năm 2019
Người cam đoan
PGS. TS Nguyễn Tiến Dương
ii
LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS. TS Nguyễn Tiến Dương và TS. Hà Xuân
Hùng đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện và động viên trong suốt quá trình học
tập, nghiên cứu và hoàn thành bản luận án này.
Tác giả xin chân thành cảm ơn TS. Vũ Đình Toại và các thầy, cô Bộ môn Hàn và
Công nghệ kim loại – Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi và động
viên tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện luận án này.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa cơ khí, Trung tâm thực hành
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định và các bạn thân hữu cùng các thầy cô
giáo Bộ môn Cơ khí hàn, đồng nghiệp đã quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi
và động viên tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện luận án này. Tác giả
xin chân thành cảm ơn ThS. Vũ Văn Đạt, ThS. Vũ Mạnh Hùng, ThS. Vũ Văn Khánh
đã nhiệt tình giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận án.
Tác giả xin cảm ơn Phòng thí nghiệm phá hủy Học viện Kỹ thuật Quân sự đã giúp
đỡ tác giả thực hiện việc đo ứng suất dư liên kết hàn tiết diện ống dạng chữ K.
Tác giả xin chân thành cảm ơn công ty TNHH ESI Việt Nam (đặc biệt là kỹ sư
CAE Lương Vũ Nam) đã có những đóng góp ý kiến về mô phỏng giúp tác giả hoàn
thành bản luận án này.
Tác giả xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thế Ninh, HRL Technology Group Pty
Ltd đã có những đóng góp quý báu giúp tác giả hoàn thành phần mô phỏng liên kết
hàn nút giàn dạng ống chữ K.
Cuối cùng, tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến bố, mẹ kính yêu và vợ Nguyễn
Thị Như Hoa; hai con: Nguyễn Hồng Sơn và Nguyễn Phương Linh cùng toàn thể các
thành viên trong gia đình đã giành những tình cảm đặc biệt cùng lời động viên và tạo
mọi điều kiện tốt nhất trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành bản luận án này.
Tác giả luận án
Nguyễn Hồng Thanh
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................. vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ ............................................................. ix
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
Mục đích nghiên cứu ................................................................................................ 2
Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................... 2
Phạm vi nghiên cứu .................................................................................................. 2
Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... 2
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án ............................................................ 3
Các đóng góp mới của luận án ................................................................................ 3
Kết cấu của luận án .................................................................................................. 4
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ................................ 5
1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước ..................................................................... 5
1.2 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài .................................................................. 6
Kết luận chương 1 ..................................................................................................... 8
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT .......................................................................... 10
2.1 Giàn hàn và giàn hàn dạng ống ....................................................................... 10
2.1.1 Kết cấu giàn ................................................................................................. 10
2.1.2 Giàn có tiết diện dạng rỗng ......................................................................... 11
2.1.3 Ứng dụng của kết cấu giàn dạng rỗng ......................................................... 18
2.2 Các phương pháp hàn sử dụng để chế tạo kết cấu giàn hàn ........................ 20
2.3 Hàn kết cấu giàn dạng ống bằng quá trình hàn hồ quang điện cực nóng chảy
trong môi trường khí bảo vệ .................................................................................. 21
2.3.1 Nguyên lý và đặc điểm của quá trình hàn ................................................... 21
2.3.2 Các thông số ảnh hưởng tới chất lượng mối hàn ........................................ 22
2.4 Cơ sở tính toán xác định trường nhiệt độ và ứng suất dư hàn .................... 29
2.4.1 Tính toán trường nhiệt độ trong liên kết hàn nút giàn dạng ống chữ K ...... 30
2.4.2 Sự hình thành ứng suất dư khi hàn .............................................................. 33
2.5 Các phương pháp xác định ứng suất dư trong liên kết hàn ......................... 40
2.5.1 Giới thiệu chung .......................................................................................... 40
2.5.2 Các phương pháp xác định ứng suất dư ...................................................... 41
Kết luận chương 2 ................................................................................................... 45
Chương 3. MÔ PHỎNG SỐ XÁC ĐỊNH TRƯỜNG ỨNG SUẤT DƯ TRONG
LIÊN KẾT HÀN NÚT GIÀN DẠNG ỐNG CHỮ K ........................................... 47
3.1 Đặt vấn đề .......................................................................................................... 47
