Advanced modeling and optimization of the friction stir welding process : applications to Inconel 718 and high-performance alloys
Modélisation avancée et optimisation du procédé de soudage par friction malaxage : applications à l’Inconel 718 et aux alliages à hautes performances
Soudage
Multiphysique
Modélisation
Inconel 718
Dissimilaire
Welding
Multiphysics
Modeling
Inconel 718
Dissimilar
531
621
Soudage par friction-malaxage
Cette thèse porte sur le soudage par friction-malaxage (FSW) appliqué à l'Inconel 718 et au soudage dissemblable avec le Ti-6Al-4V. Un modèle thermomécanique, développé sous COMSOL Multiphysics v5.3 et validé pour l’aluminium 6061-T6, a été adapté à l’Inconel 718. Une analyse paramétrique, incluant vitesse de rotation, vitesse de soudage, force axiale, dimensions de l’outil, refroidissement actif et préchauffage par induction, a été réalisée via des méthodes comme Taguchi, ANOVA et régression non linéaire. Les résultats montrent que la force axiale et la vitesse de rotation influencent fortement le procédé, tandis que le préchauffage et le refroidissement améliorent la dissipation thermique et la structure des grains. Enfin, des stratégies PID et MPC sont proposées pour optimiser le contrôle thermique, offrant des avancées pour le FSW des alliages haute performance.
This study investigates friction stir welding (FSW), a solid-state joining technique for similar and dissimilar metallic materials, focusing on Inconel 718 and its dissimilar welding with Ti-6Al-4V. Using a thermomechanical model developed in COMSOL Multiphysics v5.3, validated with 6061-T6 Aluminum data and extended to Inconel 718, key parameters—rotational speed, welding speed, axial force, tool dimensions, active cooling, and induction preheating—were optimized through parametric study, Taguchi analysis, ANOVA, and non-linear regression. Results show axial force and rotational speed critically affect FSW, while induction preheating and active cooling enhance heat dissipation and grain structures. PID and MPC strategies are proposed for thermal control, advancing FSW optimization for high-performance alloys.
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Abotaleb
Ahmed
1991-10-29
FR
282640487
203246531KB
22027531
4200015
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https://doi.org/10.70675/d547d6b9z31aez4f41z9ba7z359a063cdda7
2024-11-28
Génie mécanique - Mécanique des matériaux
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131056549
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École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
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Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
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Rémond
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École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
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